CN113670212A - 尺寸检测方法及尺寸检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种尺寸检测方法及尺寸检测装置。尺寸检测方法包括以下步骤：采集物料的两条宽度边以及其中一条长度边的图像；获取两条宽度边的长度、一条长度边的长度以及该长度边与每一宽度边之间的夹角；绘制物料的形状并输出物料的尺寸数据。尺寸检测装置包括：载料台、支架、第一相机和第二相机；载料台用于承载物料，第一相机和第二相机安装在支架上，第一相机能够采集物料的两条宽度边的图像，第二相机能够采集物料的其中一条长度边的图像。本发明的尺寸检测方法及尺寸检测装置，在不调整相机焦距的情况下，适用的物料的尺寸范围较大。

Description

尺寸检测方法及尺寸检测装置

技术领域

本发明涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种尺寸检测方法及尺寸检测装置。

背景技术

对部分物料的尺寸检测，会采用CCD相机进行视觉检测。现有的一些尺寸检测方法，会利用单个相机对被输送的物料进行图像采集，再利用计算机对整个物料的图像进行处理获取相应的尺寸参数。然而，若要对一批尺寸差异较大的物料进行检测时，为保证能够采集到整个物料的图像，在检测这一批物料时需要频繁调节相机的焦距，检测效率较低。换言之，这种方式在不调节相机焦距的情况下，所适用的物料的尺寸范围比较小。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种尺寸检测方法，该检测方法在不调整相机焦距的情况下，适用的物料的尺寸范围较大。

本发明还提出一种尺寸检测装置。

根据本发明的第一方面实施例的尺寸检测方法，第一相机采集待检测的物料的宽度边的图像，第二相机采集所述物料的其中一条长度边的图像；处理系统根据所述第一相机采集的图像和第二相机采集的图像，获取两条所述宽度边的长度、其中一条所述长度边的长度，以及每一所述宽度边与已被采集图像的所述长度边之间的夹角；所述处理系统绘制所述物料的形状，并根据所述物料的形状输出所述物料的尺寸数据。

根据本发明实施例的尺寸检测方法，至少具有如下有益效果：本发明的尺寸检测方法，先获得两条宽度边的长度、其中一条长度边的长度以及每一宽度边与该长度边的夹角，再绘制物料的形状，并根据所绘制的形状输出所需的尺寸数据。本发明的尺寸检测方法，无需采集整个物料的图像。对物料的长度进行检测仅需保证物料的长度边处于第二相机的图像采集区域中，无需考虑在第二相机所采集的图像中，物料的那一部分的宽度；对物料的宽度进行检测仅需保证物料的宽度边处于第一相机的图像采集区域中，无需考虑在第一相机的图像中，物料的那一部分的长度。因此，本发明的尺寸检测方法，无需为了保证物料整体处于相机的图像采集区域内而频繁调节相机的焦距；在不改变相机的焦距的情况下，本发明的尺寸检测方法可以检测的物料的尺寸范围较广。

根据本发明的一些实施例，所述第一相机和所述第二相机在所述物料处于输送过程时采集所述物料的图像。

根据本发明的一些实施例，当所述第一相机检测到所述物料的前沿后，所述第二相机开始采集所述物料的图像；当所述第一相机检测到所述物料的后沿后，所述第二相机暂停采集所述物料的图像。

根据本发明的一些实施例，当所述第一相机检测到所述物料的前沿后，开启光源，以使光源为第一相机和第二相机提供照明；当所述第一相机检测到所述物料的后沿后，关闭光源。

根据本发明的一些实施例，在绘制出所述物料的形状后，所述处理系统计算所述物料的两条对角线的差值。

根据本发明的一些实施例，还包括：设置最大允许偏差值，若所述物料的两条所述对角线之间的差值大于所述最大允许偏差值，所述处理系统发出信号以提示所述物料不合格。

根据本发明的第二方面实施例的尺寸检测装置，包括：载料台，能够承载待检测的物料；支架；第一相机，安装于所述支架；第二相机，安装于所述支架，所述第一相机和所述第二相机均朝向所述载料台，所述第一相机能够采集所述物料的两条宽度边的图像，所述第二相机能够采集所述物料的其中一条长度边的图像；处理系统，能够处理所述第一相机和所述第二相机所采集的图像，以获取两条所述宽度边的长度、其中一条所述长度边的长度，以及每一所述宽度边与已被采集图像的所述长度边之间的夹角，并绘制所述物料的形状。

根据本发明实施例的尺寸检测装置，至少具有如下有益效果：能够通过视觉识别检测物料的尺寸，且在不改变相机的焦距的情况下，可以检测的物料的尺寸范围较广。

根据本发明的一些实施例，还包括输送装置，所述输送装置安装于所述载料台，所述输送装置能够承载所述物料并输送所述物料。

根据本发明的一些实施例，所述第一相机为线阵相机。

根据本发明的一些实施例，所述第二相机为面阵相机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明的尺寸检测方法的流程图；

图2为本发明的尺寸检测方法的原理示意图；

图3为本发明的尺寸检测装置的示意图。

附图标记：101-物料，102-第一横梁，103-第二横梁，104-输送装置，105-载料台，106-第二相机，107-第一相机，108-光源，109-支架。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1，本发明提供了一种尺寸检测方法，该尺寸检测方法适用于检测板状物料101(例如玻璃、铝板等)、膜材、布料等，且主要适用于检测基本形状为四边形的物料101。

该尺寸检测方法包括以下步骤：

第一相机107采集待检测的物料101的两条宽度边的图像；第二相机106采集物料101的其中一条长度边的图像；

处理系统根据第一相机107采集的图像和第二相机106采集的图像，获取物料101的两条宽度边的长度、物料101的其中一条长度边的长度，以及每一宽度边与已被采集图像的长度边之间的夹角；

处理系统根据两条宽度边的长度、其中一条长度边的长度、每一宽度边与已被采集图像的长度边之间的夹角，绘制物料101的形状，并输出物料101的尺寸数据；所输出的尺寸数据包括每一侧板的长度、对角线的长度、每一个边角的角度等。

为便于理解该方法的流程，下面以图2为例进行具体的解释。图2示出的为俯视状态下的物料101，物料101呈四边形，物料101的四个端点分别为A、B、C、D，相应地，物料101的四条侧边分别为AB、BC、CD和AD。其中，AB和CD为物料101的长度边，BC和AD为物料101的宽度边。需要说明的是，本发明中的“长度边”和“宽度边”这两个名称，主要用于区分物料101中沿不同方向延伸的两组边缘，并不严格限定长度边的长度需要大于宽度边的长度；在一些实施例中，长度边的长度也可以小于或等于宽度边的长度。此外，第一相机107所采集的图像需要包含完整的宽度边，第二相机106所采集的图像需要包含完整的长度边；即从第一相机107或第二相机106所采集的图像中可以看到长度边的两端与宽度边之间的夹角。

当对物料101的尺寸检测开始后，第一相机107和第二相机106均采集物料101的图像。第一相机107和第二相机106的图像采集区域和对象不同，处理系统根据第一相机107和第二相机106所采集的图像，分别获取不同的参数。处理系统根据第一相机107采集的图像获取BC的长度和AD的长度；处理系统根据第二相机采集的图像获取AB的长度、AB与AD之间的夹角(即α的大小)，AB与BC之间的夹角(即β的大小)。

对于一个四边形的物料101，在已知其AB的长度、AD的长度、BC的长度、α的大小和β的大小的情况下，若处理系统以A点为原点建立一平面直角坐标系，那么处理系统能够计算获得B点、C点和D点的坐标。相应地，四边形ABCD的形状(或者说物料101的形状)能够被处理系统精确地绘制出来，所需要的目标尺寸数据也能够计算获得。即，本发明的尺寸检测方法，处理系统对不同的相机所采集的图像分别进行处理，先获得两条宽度边的长度、其中一条长度边的长度以及每一宽度边与该长度边的夹角，再绘制物料101的形状并获取使用者所需的尺寸数据。处理系统根据所采集的图像识别物料101的边缘，并计算出物料101具体尺寸的算法属于视觉识别领域的公知技术，此处不详细介绍。

本发明的尺寸检测方法，通过视觉识别检测物料101的尺寸，相比于通过编码器检测用于输送物料101的滚轮所转的角度检测物料101的尺寸这一方式，本发明的整个检测流程为无接触式检测，不易损伤物料101，且不会因为滚轮打滑等机械误差影响物料101尺寸检测的精确性。本发明的尺寸检测方法检测精度较高。

现有的一些做法直接利用单个相机的图像采集区域覆盖整个物料101，并根据单个相机的图像直接获取物料101的形状和尺寸，但对于一批尺寸波动较大的物料101的检测，需要频繁调节焦距，以保证物料101整体处于相机的图像采集区域中。

本发明的尺寸检测方法，无需采集整个物料101的图像。对物料101的长度进行检测仅需保证物料101的长度边处于第二相机106的图像采集区域中，无需考虑在第二相机106所采集的图像中，物料101的那一部分的宽度；对物料101的宽度进行检测仅需保证物料101的宽度边处于第一相机107的图像采集区域中，无需考虑在第一相机107的图像中，物料101的那一部分的长度。因此，本发明的尺寸检测方法，无需为了保证物料101整体处于相机的图像采集区域内而频繁调节相机的焦距；在不改变相机的焦距的情况下，本发明的尺寸检测方法可以检测的物料101的尺寸范围较广。

为提高物料101的两条宽度边的长度的检测精度，第一相机107可以设置为线阵相机。由于线阵相机的图像采集区域较狭长，为了方便获得所需要的物料101的边角，第二相机106可以采用面阵相机。可以使第一相机107和第二相机106在物料101处于输送状态下采集物料101的图像，这样就不需要使物料101专门停下而进行尺寸检测，有利于减少对物料101加工的生产节拍的影响，从而提高生产效率。当物料101在尺寸检测装置上的位置如图3所示时，第一相机107的图像采集区域大致对应图2中的E区域，第二相机106的图像采集区域对应图2中的F区域。

对于玻璃等标准形状为矩形的板状物料101，对角线的差值为用于衡量物料101质量的一个比较重要的尺寸参数。因此，参照图1和图2，在一些实施例中，尺寸检测方法还包括：处理系统根据已绘制出的物料101的形状，计算出物料101的两条对角线的长度(即AC和BD的长度)，并计算出两条对角线的长度的差值(这一差值也可以作为尺寸数据输出)。

处理系统还可以判断两条对角线的差值是否大于一个预设的最大允许偏差值，若两条对角线的差值大于最大允许偏差值，则处理系统可以向车间的工人或尺寸检测系统的管理者发出物料101不合格的信息。物料101不合格的信息可以通过显示屏上的文字示出，也可以通过声音告知；车间的工人或尺寸检测系统的管理者可以在收到不合格信息后马上取走不合格的物料101，以免不合格的物料101进入后续的生产加工流程。

参照图3，本发明提供了一种尺寸检测装置，尺寸检测装置包括载料台105、支架109、第一相机107、第二相机106和处理系统(处理系统未示出，具体可设置为计算机)。载料台105用于承载物料101，支架109用于安装第一相机107和第二相机106，第一相机107和第二相机106朝向载料台105。第一相机107和第二相机106所采集的图像，能够通过线缆传输至处理系统中，或者通过无线传输的方式传输至处理系统中。处理系统能够根据第一相机107所采集的图像，获取物料101的两条宽度边的长度；处理系统根据通过第二相机106所采集的图像，获取物料101的其中一条长度边的长度，以及获取每一宽度边与已被采集图像的长度边之间的夹角。

参照图3，在一些实施例中，尺寸检测装置还包括用于输送物料101的输送装置104，输送装置104可以是辊筒输送机、传送带输送机、链板输送机等等。支架109包括第一横梁102和第二横梁103，第一横梁102的一端与第二横梁103的中心处相邻，第一横梁102跨设在输送装置104的上方，第一相机107安装在第一横梁102上；第二横梁103沿输送装置104的输送方向(对应图3中的前/后方向)延伸，第二横梁103位于输送装置104的右端的顶部，第二相机106安装在第二横梁103上。第一相机107和第二相机106的镜头均朝下设置。第一相机107和第二相机106均可以设置多个，多个第一相机107沿输送装置104的宽度方向间隔分布，多个第二相机106沿输送装置104的输送方向间隔分布。需要说明的是，本发明中，输送装置104的输送方向即输送装置104的长度方向，对应图3中的前/后方向；与输送装置104相互垂直的方向(且不为上/下方向)则为输送装置104的宽度方向，对应图3中的左/右方向。

处理系统可以将多个第一相机107所采集的图像进行拼接，以及将多个第二相机106所采集的图像进行拼接。设置多个第一相机107和第二相机106可以弥补单个第一相机107或单个第二相机106的图像采集区域过小的不足，从而扩大尺寸检测装置所适用的尺寸检测范围。需要说明的是，相比于将多个子图像直接拼接出整个物料101的图像，本发明的尺寸检测方法需要拼接的子图像数少，大幅减少了拼接误差，尺寸检测精确性更高。

参照图3，尺寸检测装置还包括光源108，光源108安装在载料台105上或支架109上，光源108用于为第一相机107和第二相机106提供照明，以保证第一相机107和第二相机106所采集的图像的质量符合图像处理的要求，从而保证尺寸检测的精确性。

参照图3，假设物料从后往前输送；在一些实施例中，尺寸检测方法还包括以下步骤：第一相机107持续采集图像，沿物料101的输送方向，当第一相机107检测到物料101的前沿(对应图2中的AD)后，第二相机106开始采集物料101的图像；当第一相机107检测到物料101的后沿(对应图2中的BC)后，第二相机106暂停采集物料101的图像。这样可以缩短第二相机106的持续拍照时间，降低能耗且提高第二相机106的使用寿命。相应地，在第一相机107检测到物料101的前沿后光源108开启，以保证图像质量；在第一相机107检测到物料101的后沿后，光源108关闭，以降低尺寸检测装置的能耗。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.尺寸检测方法，其特征在于，包括：

第一相机采集待检测的物料的宽度边的图像，第二相机采集所述物料的其中一条长度边的图像；

处理系统根据所述第一相机采集的图像和第二相机采集的图像，获取两条所述宽度边的长度、其中一条所述长度边的长度，以及每一所述宽度边与已被采集图像的所述长度边之间的夹角；

所述处理系统绘制所述物料的形状，并根据所述物料的形状输出所述物料的尺寸数据。

2.根据权利要求1所述的尺寸检测方法，其特征在于，所述第一相机和所述第二相机在所述物料处于输送过程时采集所述物料的图像。

3.根据权利要求2所述的尺寸检测方法，其特征在于，当所述第一相机检测到所述物料的前沿后，所述第二相机开始采集所述物料的图像；当所述第一相机检测到所述物料的后沿后，所述第二相机暂停采集所述物料的图像。

4.根据权利要求2所述的尺寸检测方法，其特征在于，当所述第一相机检测到所述物料的前沿后，开启光源，以使光源为第一相机和第二相机提供照明；当所述第一相机检测到所述物料的后沿后，关闭光源。

5.根据权利要求1所述的尺寸检测方法，其特征在于，在绘制出所述物料的形状后，所述处理系统计算所述物料的两条对角线的差值。

6.根据权利要求5所述的尺寸检测方法，其特征在于，还包括：设置最大允许偏差值，若所述物料的两条所述对角线之间的差值大于所述最大允许偏差值，所述处理系统发出信号以提示所述物料不合格。

7.尺寸检测装置，其特征在于，包括：

载料台，能够承载待检测的物料；

支架；

第一相机，安装于所述支架；

第二相机，安装于所述支架，所述第一相机和所述第二相机均朝向所述载料台，所述第一相机能够采集所述物料的两条宽度边的图像，所述第二相机能够采集所述物料的其中一条长度边的图像；

处理系统，能够处理所述第一相机和所述第二相机所采集的图像，以获取两条所述宽度边的长度、其中一条所述长度边的长度，以及每一所述宽度边与已被采集图像的所述长度边之间的夹角，并绘制所述物料的形状。

8.根据权利要求7所述的尺寸检测装置，其特征在于，还包括输送装置，所述输送装置安装于所述载料台，所述输送装置能够承载所述物料并输送所述物料。

9.根据权利要求8所述的尺寸检测装置，其特征在于，所述第一相机为线阵相机。

10.根据权利要求9所述的尺寸检测装置，其特征在于，所述第二相机为面阵相机。

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