CN115222956A - 多图层导入的测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种多图层导入的测量系统及其测量方法，测量系统包括：处理装置和测量装置，处理装置包括特征提取模块、图层设置模块、特征编辑模块、零件对位模块、以及匹配模块，特征提取模块配置为提取几何特征；图层设置模块配置为创建多个图层；特征编辑模块配置为将至少一个几何特征同步至各个图层；零件对位模块配置为创建第一坐标系和第二坐标系，对各个图层的几何特征进行坐标转换，以获得测量模板；匹配模块配置为基于测量模板判断零件的加工精度是否符合预设要求。根据本公开，能够提供一种能够生成多图层的测量模板，并能够基于多图层的测量模板快速且精确地测量出零件的加工精度是否符合预设要求的测量系统及其测量方法。

Description

多图层导入的测量系统及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种智能制造装备产业，具体涉及一种多图层导入的测量系统及其测量方法。

背景技术

数控机床(Computer numerical control，CNC)加工是一种基于计算机数字化控制的精密机械加工，其基于计算机辅助设计软件(Computer Aided Design，CAD)设计的CAD图纸生成CNC程序并进行零件加工。

一般而言，通常采用具备测量二维尺寸功能和/或测量三维尺寸功能的测量设备结合CAD图纸对零件进行分析以判断加工后的零件是否合格，也即判断加工后的零件的精度是否符合CAD图纸的设计要求。现有技术中，通常对CAD图纸采取单图层导入的方式生成具有单个图层的测量模板进而对零件进行分析，将CAD图纸导入测量设备中并提取其几何特征，然后创建图层并将需要测量的几何特征分配至图层中以获得具有单个图层的测量模板，接着测量设备基于具有单个图层的测量模板对零件进行测量分析零件的加工精度是否符合要求。

然而，对于不同类型的几何特征，若想要精确地测量出零件上与其对应的信息，需要设置不同的环境参数对零件进行测量，由于现有技术中仅仅具备单图层导入，当CAD图纸所包括的几何特征的数量较多时，若想要完整地测量出零件上与所有的几何特征相对应的信息的加工精度是否符合设计要求时，需要多次将CAD图纸导入测量设备并重复执行上述过程，费时较长且操作步骤过于繁琐。

发明内容

本发明是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够生成多图层的测量模板，并能够基于多图层的测量模板快速地测量出零件的加工精度是否符合预设要求的测量系统及其测量方法。

本发明第一方面提供一种多图层导入的测量系统，包括：用于对零件的图纸进行数据处理的处理装置、以及用于获得所述零件的拍摄图像的测量装置，所述处理装置包括特征提取模块、图层设置模块、特征编辑模块、零件对位模块、以及匹配模块，所述特征提取模块配置为提取所述图纸中的几何特征；所述图层设置模块配置为创建多个图层，所述多个图层中的各个图层具有不同的环境参数；所述特征编辑模块配置为基于预设规则将至少一个所述几何特征同步至所述各个图层；所述零件对位模块配置为创建位于所述图纸的第一坐标系和位于所述拍摄图像的第二坐标系，基于所述第一坐标系和所述第二坐标系对所述各个图层的几何特征进行坐标转换，以获得包括所述各个图层的测量模板；所述匹配模块配置为基于所述测量模板判断所述零件的加工精度是否符合预设要求。

根据本发明的多图层导入的测量系统，特征提取模块能够对图纸进行解析以提取图纸的几何特征，接着图层设置模块能够创建多个具有不同的环境参数的图层，特征编辑模块能够基于预设规则将至少一个几何特征同步至各个图层中，零件对位模块能够创建位于图纸的第一坐标系和拍摄图像的第二坐标系并且能够基于第一坐标系和第二坐标系将各个图层的几何特征进行坐标转换以获得包括各个图层的测量模板，由此，能够基于图纸生成包括多图层的测量模板并基于测量模板对零件进行快速且精确的测量以判断零件的加工精度是否合格，并且，通过本发明的多图层导入的测量系统，能够实现多类几何特征的批量检测。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，所述特征提取模块还配置为获得测量区域的拼接信息，所述测量装置基于所述拼接信息对所述零件进行测量以获得所述拍摄图像。在这种情况下，测量装置基于拼接信息将在拍摄区域内进行多次拍摄而获得的图片进行拼接，由此能够有利于在测量区域的面积较大时通过图片拼接以完整得到零件的拍摄图像。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，所述测量装置包括调整模块和拍摄模块，所述调整模块配置为基于不同的环境参数调整所述零件的拍摄环境，所述拍摄模块对所述零件进行多次拍摄以获得与所述多个图层一一对应的多张拍摄图像。在这种情况下，测量系统获得与多个图层一一对应的多张拍摄图像并将各张拍摄图像中与几何特征相对应的边缘轮廓与几何特征进行比对，由此能够便于判断零件的加工精度是否符合预设要求。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，所述多张拍摄图像包括用于创建所述第二坐标系的第一拍摄图像和用于判断所述加工精度的多张第二拍摄图像，所述多张第二拍摄图像的数量不小于图层的数量。在这种情况下，各张第二拍摄图像都能够有与之相对应的图层，基于各个图层的图层特征依次对各张第二拍摄图像进行识别并测量以能够实现对零件进行完整的测量。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，所述环境参数包括光源、曝光时间、以及Z轴位置中的至少一项。由此，通过设置不同的光源、曝光时间、以及Z轴位置能够使各个图层具有不同的环境参数。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，基于所述第一坐标系和所述第二坐标系对所述各个图层的几何特征进行坐标转换以获得与所述几何特征一一对应的图层特征，并形成具有所述各个图层的测量模板。在一些示例中，可以基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标转换以获得与几何特征一一对应的图层特征，并形成具有各个图层的测量模板。在这种情况下，各个图层的几何特征经过坐标变换获得的图层特征所组成的图纸能够与拍摄图像的位置相匹配，也即位置关系能够相同，进而能够便于后续直接基于测量模板对零件进行测量以判断零件的加工精度是否符合预设要求，由此，能够提高测量系统对零件的测量效率。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，基于所述几何特征的第一特征组或第二特征组创建所述第一坐标系，在所述第一拍摄图像中获取与所述第一特征组相匹配的第一图像特征组或与所述第二特征组相匹配的第二图像特征组，基于所述第一图像特征组或所述第二图像特征组创建所述第二坐标系，所述第一特征组包括点和线，所述第二特征组包括线和线。在这种情况下，建立第一坐标系的参照物和建立第二坐标系的参照物能够相对应，进而能够更加便捷地获得各个图层的几何特征进行坐标变换时所需的坐标变换原理。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，所述处理装置包括识别模块，所述识别模块配置为对所述第一拍摄图像进行识别以获得所述第一图像特征组或所述第二图像特征组并对所述多张第二拍摄图像进行识别以获得图像特征，所述图像特征的位置与所述图层特征的位置相匹配。在这种情况下，当基于测量模板对零件进行测量时，测量装置基于测量模板的各个图层的环境参数对零件设置不同的拍摄环境以得到多张第二拍摄图像，识别模块就能够对多张第二拍摄图像进行识别以获得与各个图层的图层特征相对应的图像特征，由于图像特征的位置与图层特征的位置相匹配，由此，能够直接对图像特征和图层特征进行比对。

另外，在本发明第一方面所涉及的多图层导入的测量系统中，可选地，所述匹配模块配置为基于所述图像特征与所述图层特征的区别程度判断所述零件的加工精度是否符合预设要求。在这种情况下，当将图像特征和图层特征一一匹配后，以图层特征作为判断基准就能够快速地判断出图像特征是否在误差范围内，进而能够基于此判定零件的加工精度是否符合预设要求。

本发明第二方面提供一种多图层导入的测量方法，所述测量方法包括：提取图纸的几何特征；创建多个图层并设置所述多个图层的环境参数，将至少一个所述几何特征中按照预设规则分配至所述多个图层的各个图层；创建位于所述图纸的第一坐标系，对与所述图纸相匹配的零件进行拍摄以获得所述零件的拍摄图像，创建位于所述拍摄图像的第二坐标系；基于所述第一坐标系和所述第二坐标系对所述各个图层的几何特征进行坐标转换以获得包括所述各个图层的测量模板；基于所述测量模板判断所述零件的加工精度是否符合预设要求。

根据本发明，能够提供一种能够生成多图层的测量模板，并能够基于多图层的测量模板快速地测量出零件的加工精度是否符合预设要求的测量系统及其测量方法。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本发明。

图1是示出了本实施方式示例所涉及的测量系统的场景示意图。

图2是示出了本实施方式示例所涉及的测量系统的结构框图。

图3是示出了本实施方式示例所涉及的图纸的示意图。

图4是示出了本实施方式示例所涉及的特征提取模块的显示界面示意图。

图5是示出了本实施方式示例所涉及的拼接信息的示意图。

图6是示出了本实施方式示例所涉及的坐标转换原理示意图。

图7是示出了本实施方式示例所涉及的测量方法的流程图。

图8是示出了本实施方式示例所涉及的步骤S400的流程图。

图9是示出了本实施方式示例所涉及的步骤S600的流程图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本公开中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本公开的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本公开的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

本公开的实施方式涉及一种多图层导入的测量系统及其测量方法，其可以基于图纸生成多图层的测量模板并基于上述测量模板判断零件的加工精度是否合格。通过本实施方式所设计的测量系统及其测量方法，能够快速且精确地测量出零件的加工精度是否符合要求，并且，通过本实施方式的多图层导入的测量系统及其测量方法，能够实现多类几何特征的批量检测。

本实施方式所涉及的多图层导入的测量系统及其测量方法还可以称为例如测量设备中导入图纸的系统及其测量方法、具有多图层对比的测量系统及其测量方法等。需要说明的是，各名称是为表示本实施方式所涉及的多图层导入的测量系统及其测量方法，并且不应当理解为限定性的。

图1是示出了本实施方式示例所涉及的测量系统1的场景示意图。图2是示出了本实施方式示例所涉及的测量系统1的结构框图。

本实施方式第一方面提供了一种多图层导入的测量系统1，以下可以简称为测量系统1。在本实施方式中，可以将图纸导入测量系统1中，测量系统1对图纸进行数据处理并输出具有多图层的测量模板，接着测量系统1可以基于多图层的测量模板对根据图纸加工的零件30进行分析以判断零件30的加工精度是否符合预设要求。在一些示例中，测量系统1可以是依托于计算机屏幕测量技术和具有空间几何运算功能的任何系统。特别地，测量系统1可以是应用于任何以二维平面测量为目的的系统。例如，测量系统1可以是如图1所示的影像测量仪。但本实施方式不限于此，测量系统1可以是任意用于测量零件30的二维尺寸的系统。在另一些示例中，测量系统1还可以是应用于任何以三维平面测量为目的的系统。例如可以是闪测仪、轮廓测量仪、或显微形貌测量仪等仪器。

本实施方式所涉及的测量系统1可以包括处理装置10和测量装置20(参见图1)。其中，处理装置10可以用于对图纸进行数据处理。测量装置20可以用于获得零件30的拍摄图像。需要注意的是，上述图纸和零件30是相匹配的。换言之，零件30是根据图纸加工而来，也即处理装置10可以用于对零件30的图纸进行数据处理。

在一些示例中，图纸可以具有特定的格式。在一些示例中，特定格式可以包括DXF格式。DXF格式通常是指一种用于AutoCAD与其他软件进行数据交换的CAD数据文件格式，基于DXF格式的图纸可以生成用于数控加工的CNC汇编语言，进而数控机床能够基于CNC汇编语言加工出零件30。在一些示例中，图纸可以具有用于形成图形的几何特征。例如，图纸可以具有点和/或线，通过点、线的连接而形成用于表达所需零件的轮廓或外观。

在本实施方式中，测量系统1可以用于对具有特定格式的图纸进行多图层导入。在一些示例中，多图层导入可以是指基于图纸生成具有多图层的测量模板，并基于具有多图层的测量模板对零件30进行测量。其中，图纸的几何特征包括于各个图层。在这种情况下，测量系统1能够将图纸所包括的所有几何特征集中在同一个测量模板中，能够在几何特征的数量较多的情况下快速且高效地完成对零件30的测量分析。

以下，详细说明本实施方式所涉及的测量系统1如何实现多图层导入。

图3是示出了本实施方式示例所涉及的图纸的示意图。

如上所述，本实施方式第一方面所涉及的测量系统1可以包括处理装置10和测量装置20。参见图2，在一些示例中，处理装置10可以包括特征提取模块110、图层设置模块120、以及特征编辑模块130。特征提取模块110可以用于提取图纸中的几何特征。图层设置模块120可以用于新建至少一个图层。特征编辑模块130可以用于将几何特征分配至各个图层中。由此，能够生成具有多个图层的测量模板。

在本实施方式中，特征提取模块110可以配置为提取图纸中的几何特征。例如，可以对图纸进行解析以获得几何特征。

本实施方式第一方面所涉及的测量系统1可以对任何简单或复杂的图纸进行数据处理以获得多图层的测量模板。在一些示例中，图纸可以是对称的。在另一些示例中，图纸可以是不对称的。

参加图3，以下以图3所示的图纸为例，对本实施方式所涉及的测量系统1进行说明。在一些示例中，可以将如图3所示的图纸导入处理装置10。其中，特征提取模块110可以提取图纸中的几何特征。在一些示例中，特征提取模块110提取的几何特征可以包括形成图形的线和/或点。在一些示例中，特征提取模块110还可以配置为提取几何特征的尺寸、公差等数据。在一些示例中，特征提取模块110可以提取图纸中的每一个几何特征、每一个几何特征的尺寸、以及公差等数据。

图4是示出了本实施方式示例所涉及的特征提取模块110的界面示意图。

在本实施方式中，特征提取模块110还可以配置为获得测量区域S。在一些示例中，测量区域S可以是包括几何特征的区域。在一些示例中，测量系统1可以基于测量区域S获得对零件30进行拍摄以获得拍摄图像时的拍摄区域。

在一些示例中，可以通过框选包括几何特征的区域以获得测量区域S。参见图4，在一些示例中，特征提取模块110的显示界面可以包括特征显示区Q。特征显示区Q可以用于显示所提取的几何特征。在一些示例中，特征提取模块110的显示界面还可以包括导航区。导航区可以包括“导入文件”按钮和“框选确定区域”按钮。“导入文件”按钮可以用于将图纸导入特征提取模块110中。“框选确定区域”按钮可以用于框选出测量区域S。例如，可以通过点击“框选确定区域”按钮选择需要测量的区域作为测量区域S。其中，可以是通过鼠标、键盘、或者绘笔等工具框选或绘制出测量区域S。在这种情况下，测量系统1能够获取图纸中的测量区域S，进而能够便于后续对零件30进行测量时能够基于测量区域S获得对零件30进行拍摄时的拍摄区域，由此，测量系统1能够根据拍摄区域准确地获取到零件30的位置并对零件30进行拍摄。

在一些示例中，测量区域S可以是规则的几何图形。例如，可以是矩形、方向、圆形、多边形等规则形状。在另一些示例中，测量区域S也可以是任意不规则的形状。在一些示例中，测量区域S可以是包括所有的几何特征的最小的区域。在这种情况下，能够提高对零件30的有效测量，换言之，对零件30进行拍摄时，能够减少拍摄区域内除零件30之外的空白区域。

图5是示出了本实施方式示例所涉及的拼接信息的示意图。

在本实施方式中，特征提取模块110还可以配置为获得测量区域S的拼接信息，测量装置20可以基于拼接信息对零件30进行测量以获得拍摄图像。在这种情况下，测量装置20基于拼接信息将在拍摄区域内进行多次拍摄而获得的图片进行拼接，由此能够有利于在测量区域S的面积较大时通过图片拼接以完整得到零件30的拍摄图像。

在一些示例中，可以基于测量区域S的形状获得拼接信息。在另一些示例中，可以基于测量区域S的尺寸获得拼接信息。拼接信息可以包括由个单视场组成。参见图5，例如，当测量区域S的形状为矩形，且其宽度为H，高度为V时。拼接信息可以表示为公式(1)：

其中，m表示宽度方向上的拼接个数，n表示高度方向上的拼接个数，H表示测量区域S的宽度，V表示测量区域S的宽度，a表示宽度方向上相邻视场的重叠尺寸，b表示高度方向上相邻视场的重叠尺寸，A表示单视场的尺寸。

在本实施方式中，拍摄区域可以是和测量区域S具有相同形状尺寸的区域。拍摄区域可以是测量装置20对零件30进行拍摄时所获取的区域。例如，若测量区域S为H×V的矩形时，则拍摄区域也是H×V的矩形，并且，拍摄区域的拼接信息和测量区域S相同。测量装置20基于拼接信息对零件30进行多个单视场的拍摄以获得拍摄图像。在一些示例中，可以删除多个单视场的出现重复的重叠区域以拼接获得拍摄图像。由此，测量装置20能够基于拼接信息的具体量值对零件30进行准确地测量以获得拍摄图像。在一些示例中，当提取图纸的几何特征后，可以创建多个图层并将至少一个几何特征同步至各个图层中。

在本实施方式中，处理装置10可以包括图层设置模块120。图层设置模块120可以配置为创建多个图层。在一些示例中，可以在图层设置模块120创建至少一个图层。例如，可以创建第一图层、第二图层……第N图层等多个图层。

在一些示例中，图层设置模块120还可以配置为设置多个图层的环境参数。多个图层中的各个图层可以具有不同的环境参数。在一些示例中，环境参数可以包括光源强度、曝光时间、以及Z轴位置中的至少一项。由此，通过设置不同的光源、曝光时间、以及Z轴位置能够使各个图层具有不同的环境参数。

在一些示例中，光源可以包括底光、表面光、同轴光、以及零度光等多种类型。可以通过设置不同类型的光源以获得不同的环境参数。在另一些示例中，可以通过调节相同类型的光源的强度以获得不同的环境参数。例如，可以通过调节底光的强度以获得不同的环境参数。

在一些示例中，Z轴位置可以是对零件30进行拍摄的拍摄镜头222的高度位置。通过调节Z轴位置可以调节拍摄镜头222相对于零件30的高度位置。由此，能够改变环境参数。

在一些示例中，创建多个图层可以称为创建多个图层容器。多个图层容器可以称为容器集合。根据实际的测量需求设置各个图层的环境参数。换言之，本实施方式所涉及的测量系统1可以在同一个文件中创建多个图层。在一些示例中，多个图层中的各个图层可以具有不同的环境参数。由此，处理装置10能够获得具有不同的环境参数的多个图层。

在一些示例中，各个图层设置的环境参数可以与同步至图层的几何特征相关。在另些示例中，各个图层设置的环境参数可以与拍摄图像的边缘轮廓相关。

在一些示例中，图层设置模块120的导航区可以包括图层环境设定单元。图层环境设定单元可以包括上述环境参数的设置选项。在一些示例中，可以在图层环境设定单元设置上述环境参数之后，点击“增加”按钮即可新建一个图层。在一些示例中，新增的图层可以显示于图层设置模块120的图层显示区。在一些示例中，可以在图层环境设定单元中重复上述设置以获得具有不同的环境参数的多个图层。例如，当需要创建第一图层和第二图层两个图层时，重复上述设置环境参数并增加图层即可。

在一些示例中，图层设置模块120的导航区还可以包括图层列表单元。新增的图层可以以列表的形式显示于图层列表单元中。换句话说，当环境参数设置好之后，点击“增加”按钮，就会在图层列表单元中添加一个图层。例如，新建的第一图层和第二图层可以显示于图层列表单元。

在一些示例中，新建的多个图层可以为空白图层。在一些示例中，空白图层可以是不包括任何几何特征的图层。

在一些示例中，新建多个图层后，可以将图纸所包括的几何特征同步至各个图层中。在本实施方式中，可以通过特征编辑模块130将几何特征同步至各个图层。

如上所述，处理装置10还包括特征编辑模块130。在本实施方式中，特征编辑模块130可以配置为将至少一个几何特征同步至各个图层。在这种情况下，处理装置10能够获得具有不同的几何特征的多个图层，进而能够获得包括上述各个图层的测量模板。在一些示例中，测量模板可以是包括各个图层且各个图层包括不同的几何特征的模板。例如，可以假设几何特征分别为第一特征、第二特征、第三特征、第四特征、第五特征……，若已经将第一特征和第三特征同步至第一图层，则不会将第一特征和第三特征同步至其他图层。由此，能够使各个图层所具有的几何特征各不相同。换句话说，同一个特征只能被同步至一个图层中。

在另一些示例中，同步至各个图层的几何特征可以相同。在这种情况下，能够获得相同特征在不同的图层下的测量信息，进而基于相同特征在不同图层下的测量信息以获得该特征的综合测量信息。例如，可以以多个图层下的测量信息的平均值作为该特征的综合测量信息。

如上所述，在一些示例中，各个图层设置的环境参数可以与拍摄图像的边缘轮廓相关。在一些示例中，零件30所包括的每一个与几何特征相对应的边缘轮廓都需要在特定的环境参数下进行拍摄以使其在拍摄图像中呈现清晰的边缘轮廓。在这种情况下，在准确地提取边缘轮廓的尺寸信息的同时还能够提高对零件的边缘轮廓的测量精度。

在一些示例中，可以基于预设规则将至少一个几何特征同步至各个图层。在一些示例中，预设规则可以为与同步至相同图层的几何特征相对应的边缘轮廓可以在相同的环境参数下呈现出清晰的边缘轮廓。例如，假设零件30中与第一特征和第五特征相对应的边缘轮廓在相同的环境参数下能够在拍摄图像中呈现出清晰的边缘轮廓，则可以将第一特征和第五特征同步至同一个图层。由此，能够提高测量模板的测量效率。

在一些示例中，特征编辑模块130的导航区可以包括特征编辑单元。特征编辑单元可以用于将几何特征同步至各个图层中。其中，特征编辑单元可以包括“特征选择”和“图层选项”的按钮。在一些示例中，可以点击“特征选择”按钮并在下拉框选择“全部特征”选项，点击“图层选项”按钮并在下拉框选择新建的图层，例如可以选择第一图层或第二图层。接着在全部特征中选择所需的几何特征并点击确定的箭头按钮即可将所需的几何特征和与其相关的尺寸标注分配至相关的图层中。由此，测量系统1能够生成具有多图层的测量模板。

在本实施方式中，测量系统1可以基于多图层的测量模板对零件30进行测量以判断零件30的加工精度是否符合预设要求。

具体而言，如上所述，拍摄图像可以是通过测量装置20获得。在一些示例中，测量装置20可以基于测量模板对零件30进行拍摄以获得拍摄图像。在一些示例中，测量装置20可以是基于测量模板的各个图层对零件30进行拍摄以获得拍摄图像。例如，可以基于第一图层获得与第一图层相匹配的拍摄图像。

在一些示例中，测量装置20可以包括调整模块210和拍摄模块220。其中，调整模块210可以配置为基于不同的环境参数调节零件30的拍摄环境。拍摄模块220可以对零件30进行多次拍摄以获得与多个图层一一对应的多张拍摄图像。在这种情况下，测量系统1获得与多个图层一一对应的多张拍摄图像并将各张拍摄图像中与几何特征相对应的边缘轮廓与几何特征进行比对，由此，能够便于判断零件30的加工精度是否符合预设要求。

参加图1，在一些示例中，拍摄模块220可以包括承载平台221和拍摄镜头222。承载平台221可以用于承载零件30。拍摄镜头222可以用于对零件30进行拍摄。

在一些示例中，承载平台221可以是可移动的。例如，可以在与拍摄镜头222垂直的平面上做二维运动。若测量区域S的宽度方向上有m个拼接个数，则可以通过承载平台221的运动使拍摄镜头222对零件30进行m个单视场的拍摄。长度方向上的测量同理。由此，能够获得完整的拍摄图像。

在一些示例中，为了使图纸和拍摄图像的位置相匹配以便于测量零件30的精度是否符合预设要求，还可以将几何特征进行坐标转换。在一些示例中，使图纸和拍摄图像的位置相匹配可以指的是图纸中的几何特征和拍摄图像的边缘轮廓在相同坐标系下的坐标信息可以相同。由此，经测量装置20获得的拍摄图像能够直接用于和图纸进行比对。在一些示例中，坐标转换的过程可以称为零件对位。

图8是示出了本实施方式示例所涉及的坐标转换原理示意图。

在本实施方式中，处理装置10还可以包括零件对位模块140(参见图2)。在一些示例中，零件对位模块140可以用于将上述各个图层中的几何特征的坐标信息变换到拍摄图像中。在这种情况下，能够便于后续基于测量模板直接对零件30进行测量以判断零件30的加工精度是否符合预设要求，进而提高测量系统1对零件30的测量效率。

在本实施方式中，零件对位模块140可以配置为创建第一坐标系和第二坐标系。其中，第一坐标系可以位于图纸。第二坐标系可以位于拍摄图像。在一些示例中，零件对位模块140可以基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标变换。

如上所述，测量装置20可以用于获得多张拍摄图像。在一些示例中，当需要进行零件对位时，多张拍摄图像可以包括第一拍摄图像和多张第二拍摄图像。其中，第一拍摄图像可以用于创建第二坐标系。

在一些示例中，可以基于几何特征的第一特征组或第二特征组创建第一坐标系。在一些示例中，可以在第一拍摄图像中获取与第一特征组相匹配的第一图像特征组或与第二特征组相匹配的第二图像特征组，基于第一图像特征组或第二图像特征组创建第二坐标系。在这种情况下，建立第一坐标系的参照物和建立第二坐标系的参照物能够相对应，进而能够更加便捷地获得各个图层的几何特征进行坐标变换时所需的坐标变换原理。

在本实施方式中，第一特征组可以包括点和线，第二特征组可以包括线和线。在一些示例中，可以基于图纸中包括点和线的特征组创建第一坐标系。在一些示例中，可以基于图纸中包括线和线的特征组创建第一坐标系。在另一些示例中，也可以基于各个图层中的几何特征建立第一坐标系。由于各个图层中的几何特征是基于图纸中的几何特征同步的，则无论在各个图层创建第一坐标系或在图纸中创建坐标系，都可以认为是同一个坐标系。在另一些示例中，第一坐标系可以是任意设置的。

在一些示例中，零件对位模块140可以在图纸中创建第一坐标系，接着发送控制信号至测量装置20以使测量装置20对零件30进行拍摄以获得第一拍摄图像，然后在第一拍摄图像中创建第二坐标系，最后基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标转换，以获得包括各个图层的测量模板。

在一些示例中，可以基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标转换以获得与几何特征一一对应的图层特征，并形成具有各个图层的测量模板。在这种情况下，各个图层的几何特征经过坐标变换获得的图层特征所组成的图纸能够与拍摄图像的位置相匹配，也即位置关系能够相同，进而能够便于后续直接基于测量模板对零件30进行测量以判断零件30的加工精度是否符合预设要求，由此，能够提高测量系统1对零件30的测量效率。

在一些示例中，可以在零件对位模块140中建立几何特征相对于拍摄图像的坐标转换原理，进而可以基于坐标转换原理得到几何特征在拍摄图像下的图层特征。

在本实施方式中，零件对位模块140可以配置为基于第一坐标系和第二坐标系获得坐标转换所需的旋转角度和平移向量，基于旋转角度和平移向量对几何特征进行坐标变换以得到几何特征在第二坐标系的坐标信息。在这种情况下，当创建第一坐标系和第二坐标系后即可得到坐标转换所需的旋转角度和平移向量，对于各个图层的几何特征仅仅需要基于旋转角度和平移向量做一个坐标转换即可得到其在第二坐标系下的坐标信息，由此，能够快速且高效地获得多图层的测量模板。

参见图6，令第一坐标系为X′O′Y′，第二坐标系为XOY。在一些示例中，坐标转换原理可以满足公式(2)：

其中，x和y表示几何特征变换到第二坐标系下的坐标信息，x′和y′表示几何特征P在第一坐标系下的坐标信息，θ表示旋转角度，a和b表示平移向量。

在一些示例中，零件对位模块140的显示界面可以包括用于显示图形或几何特征的显示单元、以及用于在零件对位模块140中进行操作的导航区。在一些示例中，零件对位模块140的导航区可以包括设置坐标系单元和零件对位单元。设置坐标系单元可以用于创建第一坐标系和/或第二坐标系。零件对位单元可以用于将在第一坐标系的几何特征转换到第二坐标系中。

在一些示例中，在设置坐标系单元中，可以在建立的图层的下拉框选择创建的图层，此时可以看见刚才分配给此图层的几何特征。然后创建第一坐标系，勾选上“手动对位”选项，点击“完成”按钮即创建了第一坐标系。

在一些示例中，可以在零件对位模块140执行零件对位功能。在导航区中点击“编辑模板”按钮，在客户区右键弹出菜单选择“零件对位”，此时可以对零件30进行测量以获得第一拍摄图像，然后在第一拍摄图像中创建第二坐标系。接着再右键弹出菜单执行“零件对位”，最后保存测量模板即可。在一些示例中，几何特征进行坐标转换的过程可以是第二次执行“零件对位”，也即保存测量模板之前。

如上所述，多张拍摄图像可以包括用于创建第二坐标系的第一拍摄图像。在一些示例中，多张拍摄图像还可以包括多张第二拍摄图像。多张第二拍摄图像可以用于判断零件30的加工精度。在一些示例中，多张第二拍摄图像的数量可以不小于图层的数量。在这种情况下，各张第二拍摄图像都能够有与之相对应的图层，基于各个图层的图层特征依次对各张第二拍摄图像进行识别并测量以能够实现对零件30进行完整的测量。

在一些示例中，第一拍摄图像和多张第二拍摄图像的拍摄角度可以相同。由此，能够基于经坐标转换后的测量模板直接对零件30进行测量。

在本实施方式中，处理装置10还可以包括识别模块150(参见图2)。识别模块150可以配置为对拍摄图像进行识别以获得图像信息。在一些示例中，识别模块150可以配置为对第一拍摄图像进行识别以获得第一图像特征组或第二图像特征组。由此，能够基于第一图像特征组或第二图像特征组创建第二坐标系。

在一些示例中，识别模块150可以配置为对多张第二拍摄图像进行识别以获得图像特征(上文所述的边缘轮廓)。图像特征的位置与图层特征的位置可以相匹配。在这种情况下，当基于测量模板对零件30进行测量时，测量装置20基于测量模板的各个图层的环境参数对零件30设置不同的拍摄环境以得到多张第二拍摄图像，识别模块150就能够对多张第二拍摄图像进行识别以获得与各个图层的图层特征相对应的图像特征，由于图像特征的位置与图层特征的位置相匹配，由此，能够直接对图像特征和图层特征进行比对。

在本实施方式中，处理装置10还可以包括匹配模块160(参见图2)。匹配模块160可以用于判断零件30的加工精度是否符合预设要求。具体地，匹配模块160可以配置为基于图像特征与图层特征的区别程度判断零件30的加工精度是否符合预设要求。在这种情况下，当将图像特征和图层特征一一匹配后，以图层特征作为判断基准就能够快速地判断出图像特征是否在误差范围内，进而能够基于此判定零件30的加工精度是否符合预设要求。

在一些示例中，预设要求可以是几何特征的公差，例如可以是尺寸公差、形位公差或/和形状公差。匹配模块160可以用于判断拍摄图像的图像特征的尺寸相较于图像特征的尺寸而言，其误差是否在公差范围之内。若误差在公差范围之内，则可以判断零件30符合预设要求。若误差在公差范围之外，则零件30的加工精度不符合预设要求。由此，能够快速判断出加工后的零件30的加工精度是否合格。

在本实施方式中，处理装置10还可以包括显示模块170(参见图2)。显示模块170可以用于显示其余模块的界面信息。操作人员可以通过显示模块170对本实施方式所涉及的操作系统进行操作以实现上述内容。在另一些示例中，处理装置10可以不包括显示模块170。操作人员可以基于内置代码层对测量系统1进行操作。

本实施方式第二方面提供了一种多图层导入的测量方法，以下可以简称为测量方法。在一些示例中，测量方法可以是应用于上述任一种测量系统1以生成具有多图层的测量模板并基于测量模板判断零件30的加工精度是否符合预设要求的方法。

图7是示出了本实施方式示例所涉及的测量方法的流程图。

参见图7，本实施方式第二方面所涉及的测量方法可以包括提取图纸的几何特征(步骤S200)、创建多个图层并将至少一个几何特征同步至各个图层(步骤S400)、获得测量模板(步骤S600)、以及基于测量模板判断零件30的加工精度是否符合预设要求(步骤S800)。

在一些示例中，在步骤S200中，特征提取模块110可以用于提取图纸的几何特征。例如，特征提取模块110可以对图纸进行解析以获得几何特征。在一些示例中，在一些示例中，特征提取模块110可以提取图纸中的每一个几何特征、每一个几何特征的尺寸、以及公差等数据。

在一些示例中，在步骤S200中还可以获得测量区域S。在一些示例中，在步骤S200中还可以获得测量区域S的拼接信息。

图8是示出了本实施方式示例所涉及的步骤S400的流程图。

在本实施方式所涉及的测量方法中，在步骤S400中，可以创建多个图层并将至少一个几何特征同步至各个图层。参见图8，在一些示例中，步骤S400可以包括创建多个图层(步骤S420)和将至少一个几何特征同步至各个图层(步骤S440)。

具体而言，在步骤S420中，可以在图层创建模块创建多个图层。在一些示例中，还可以在图层创建模块设置各个图层的环境参数。各个图层可以具有不同的环境参数。

在一些示例中，在步骤S440中，可以在特征编辑模块130中将至少一个几何特征同步至各个图层。在一些示例中，同步至各个图层的几何特征可以不相同。在一些示例中，可以基于预设规则将至少一个几何特征同步至各个图层。

图9是示出了本实施方式示例所涉及的步骤S600的流程图。

如上所述，本实施方式所涉及的测量方法还包括获得测量模板(步骤S600)。

具体而言，参见图9，获得测量模板(步骤S600)可以包括创建位于图纸中的第一坐标系(步骤S620)、获得拍摄图像(步骤S640)、创建位于拍摄图像的第二坐标系(步骤S660)、以及基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标转换以获得测量模板(步骤S680)。

在一些示例中，在步骤S620中，可以创建位于图纸中的第一坐标系。具体地，可以在零件对位模块140创建第一坐标系。在一些示例中，可以基于包括线和线、或者线和点的特征组创建第一坐标系。

在一些示例中，在步骤S640中，可以获得拍摄图像。拍摄图像可以是对与图纸相匹配的零件30进行拍摄以获得。此处相匹配可以是指的是零件30是根据图纸加工而来。在一些示例中，在零件对位模块140创建第一坐标系后，即可以基于测量装置20对零件30进行拍摄以获得第一拍摄图像。

在一些示例中，在步骤S660中，可以创建位于拍摄图像的第二坐标系。在本实施方式中，当对零件30进行测量获得拍摄图像时，可以在拍摄图像上创建第二坐标系。在一些示例中，可以是在零件对位模块140创建第二坐标系。换言之，零件对位模块140还可以配置为创建位于图纸的第二坐标系。具体而言，当基于测量装置20对零件30进行拍摄以获得第一拍摄图像时，识别模块150可以对第一拍摄图像进行识以获得与创建第一坐标系的特征组相匹配的图像特征组。接着，零件对位模块140可以基于上述图像特征组创建第二坐标系。

在一些示例中，在步骤S680中，可以基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标转换以获得测量模板。具体地，是基于第一坐标系和第二坐标系对各个图层的几何特征进行坐标转换以获得与几何特征一一对应的图层特征。在一些示例中，对各个图层的几何特征进行坐标转换可以是将各个图层的几何特征的坐标信息转换到第一拍摄图像中的坐标系下。坐标转换原理参照前文，在此不再赘述。在一些示例中，各个图层的几何特征完成坐标转换后即可形成上述测量模板，即具有多图层的测量模板。

在一些示例中，当需要进行零件对位时可以包括步骤S600。在一些示例中，若不需要进行零件对位，则可以不不包括步骤S600，在步骤S400结束后即可获得测量模板。在一些示例中，若图纸中的几何特征与第一拍摄图像的图像特征的位置相匹配，则不需要进行步骤S600。换言之，若几何特征经坐标转换后，其坐标信息保持不变，则不需要进行步骤S600。

在一些示例中，在步骤S800中，可以基于所述测量模板判断零件30的加工精度是否符合预设要求。具体地，在一些示例中，在生成测量模板后，可以基于测量模板对零件30进行测量以判断零件30的加工精度是否符合预设要求。在一些示例中，测量装置20可以基于测量模板所包括的多个图层对零件30进行多次拍摄以获得多张第二拍摄图像。识别模块150可以对多张第二拍摄图像进行识别以获得识别特征。在一些示例中，各张第二拍摄图像的识别特征可以和各个图层的图层特征一一对应。匹配模块160可以基于一一对应的关系判断图像特征与图层特征的区别程度是否在公差范围内。若误差在公差范围之内，则可以判断零件30符合预设要求。若误差在公差范围之外，则零件30的加工精度不符合预设要求。由此，能够快速判断出加工后的零件30的加工精度是否合格。

本公开还涉及一种计算机设备，可以包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一种计算方法。

本公开还涉及一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以存储有至少一个指令，至少一个指令可以被处理器执行时实现上述计算方法。本领域普通技术人员可以理解上述示例中的计算方法中的全部或部分步骤是可以通过程序(指令)来指令相关的硬件来完成，该程序(指令)可以存储于计算机可读存储器(存储介质)中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。

根据本公开的多图层导入的测量系统1及其测量方法，特征提取模块110能够对图纸进行解析以提取图纸的几何特征，接着图层设置模块120能够创建多个具有不同的环境参数的图层，特征编辑模块130能够基于预设规则将至少一个几何特征同步至各个图层中，零件对位模块140能够创建位于图纸的第一坐标系和拍摄图像的第二坐标系并且能够基于第一坐标系和第二坐标系将各个图层的几何特征进行坐标转换以获得包括各个图层的测量模板，由此，能够基于图纸生成包括多图层的测量模板并基于测量模板对零件30进行快速且精确的测量以判断零件30的加工精度是否合格。通过本实施方式所设计的测量系统1及其测量方法，能够快速且精确地测量出零件30的加工精度是否符合要求，并且，通过本实施方式的多图层导入的测量系统1及其测量方法，能够实现多类几何特征的批量检测。

虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种多图层导入的测量系统，其特征在于，包括：用于对零件的图纸进行数据处理的处理装置、以及用于获得所述零件的拍摄图像的测量装置，所述处理装置包括特征提取模块、图层设置模块、特征编辑模块、零件对位模块、以及匹配模块，所述特征提取模块配置为提取所述图纸中的几何特征；所述图层设置模块配置为创建多个图层，所述多个图层中的各个图层具有不同的环境参数；所述特征编辑模块配置为基于预设规则将至少一个所述几何特征同步至所述各个图层；所述零件对位模块配置为创建位于所述图纸的第一坐标系和位于所述拍摄图像的第二坐标系，基于所述第一坐标系和所述第二坐标系对所述各个图层的几何特征进行坐标转换，以获得包括所述各个图层的测量模板；所述匹配模块配置为基于所述测量模板判断所述零件的加工精度是否符合预设要求。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述特征提取模块还配置为获得测量区域的拼接信息，所述测量装置基于所述拼接信息对所述零件进行测量以获得所述拍摄图像。

3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其特征在于，所述测量装置包括调整模块和拍摄模块，所述调整模块配置为基于不同的环境参数调整所述零件的拍摄环境，所述拍摄模块对所述零件进行多次拍摄以获得与所述多个图层一一对应的多张拍摄图像。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述多张拍摄图像包括用于创建所述第二坐标系的第一拍摄图像和用于判断所述加工精度的多张第二拍摄图像，所述多张第二拍摄图像的数量不小于图层的数量。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述环境参数包括光源、曝光时间、以及Z轴位置中的至少一项。

6.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，基于所述第一坐标系和所述第二坐标系对所述各个图层的几何特征进行坐标转换以获得与所述几何特征一一对应的图层特征，并形成具有所述各个图层的测量模板。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，基于所述几何特征的第一特征组或第二特征组创建所述第一坐标系，在所述第一拍摄图像中获取与所述第一特征组相匹配的第一图像特征组或与所述第二特征组相匹配的第二图像特征组，基于所述第一图像特征组或所述第二图像特征组创建所述第二坐标系，所述第一特征组包括点和线，所述第二特征组包括线和线。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述处理装置包括识别模块，所述识别模块配置为对所述第一拍摄图像进行识别以获得所述第一图像特征组或所述第二图像特征组并对所述多张第二拍摄图像进行识别以获得图像特征，所述图像特征的位置与所述图层特征的位置相匹配。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述匹配模块配置为基于所述图像特征与所述图层特征的区别程度判断所述零件的加工精度是否符合预设要求。

10.一种多图层导入的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：提取图纸的几何特征；创建多个图层并设置所述多个图层的环境参数，将至少一个所述几何特征中按照预设规则分配至所述多个图层的各个图层；创建位于所述图纸的第一坐标系，对与所述图纸相匹配的零件进行拍摄以获得所述零件的拍摄图像，创建位于所述拍摄图像的第二坐标系；基于所述第一坐标系和所述第二坐标系对所述各个图层的几何特征进行坐标转换以获得包括所述各个图层的测量模板；基于所述测量模板判断所述零件的加工精度是否符合预设要求。

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