CN1223826C

CN1223826C - 影像测量系统和方法

Info

Publication number: CN1223826C
Application number: CN 02139916
Authority: CN
Inventors: 张旨光; 蒋理
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: CN1510391A

Abstract

一种影像测量系统和方法，用于通过处理物件的影像资料从而获得物件的尺寸资料，该系统包括：一影像获取设备，用于获取被测物件的影像以及一标准尺寸物件的影像；以及多台测量计算机，其与影像获取设备通过网络相连，用于执行测量程序以分析处理物件的影像，从而获取物件的测量资料。每一台测量计算机包括：一影像撷取模块，用于撷取影像获取设备所获得的被测物件影像以及标准尺寸物件影像；一影像处理模块，用于处理物件的影像以获取测量该物件所需的基本资料；以及一影像测量模块，用于根据影像处理模块所获取的资料进行运算，以获得物件的尺寸资料。本发明可处理用非专用设备所获取的物件影像来获取物件的尺寸资料，扩大了影像测量的应用范围。

Description

影像测量系统和方法

【技术领域】

本发明涉及一种测量物件的系统和方法，尤指一种通过处理物件的影像从而获取物件测量资料的系统和方法。

【背景技术】

测量技术的发展可谓渊源流长，人类自从有了度量的需求以后，测量技术就伴随着人类的发展而发展。从简单的直尺开始，人们一直在开发不同的测量仪器以适应不同的测量需求。而且，伴随着科学技术的进步，对测量技术的要求也在不断地提高，尤其是精度方面的要求。为此，人们也在不断地在改进测量的工具以因应这种需求，甚至导入光、声、电的原理。有时为了测量某一项目，需要采用极为复杂的测量仪器，方能满足需求。

相应地，有关测量的技术亦发展得相当完善，几乎各行各业都发展有相应的测量技术。如美国专利商标局于1993年7月13日公告的第5,228,066号专利即提供有一种测量计算机系统时间间隔的系统和方法，其利用一可在计算机系统内执行的线圈来测量该计算机系统响应一请求讯息所需的时间，美国专利商标局于1991年5月14日公告的第5,015,867号专利也提供有一种测量处于拉长状态中材料直径的设备及方法，其利用被拉长的材料遮蔽激光发射出来的电磁辐射时会产生衍射和干涉，然后利用一电荷耦合器件来感应该衍射和干涉的模式从而测量该材料的直径变化。还有诸如此类的其它测量方法等等，不一而足。

上述方法虽能获得精度极高的测量资料，但是获得物件测量资料的效率却相当的低。当一大型企业需要进行大量的物件测量时，采用上述测量方法难免会产生生产瓶颈。因此，人们在生产过程中，利用获取物件的影像，然后处理物件的影像来获得物件的尺寸资料，这样可大大提高测量之效率。虽然利用处理物件的影像来获取物件的测量资料可大大提高生产效率，但是现有的处理系统仅能处理由专用机器所获取的物件影像，从而使该种系统的应用范围大为限缩。由于目前获取物件的电子影像的方法有很多，最常用的方法包括有利用数码相机来获取物件影像。因此，为了扩大影像测量技术的应用范围，需要一种系统和方法能够处理各种格式的物件影像来获取物件的测量资料。

【发明内容】

为了解决上述问题，本发明提供了一种影像测量系统和方法，其可通过处理物件的影像来获取物件的测量资料。

本发明还提供了一种影像测量系统和方法，其可处理由数码相机所获取的物件影像来获得物件的测量资料。

为达成上述发明目的，本发明提供的影像测量系统包括有用于获得物件影像的影像获取设备，其置于测量工站内，所获得的物件影像通过一通讯网路传送至多台测量计算机。每一测量计算机包括有：一影像撷取模块，用于从影像获取设备撷取被测物件的影像以及一标准尺寸物件的影像；一影像处理模块，用于处理影像撷取模块所获取的被测物件影像以及标准尺寸物件影像，以获得测量物件所需的基本资料；以及一影像测量模块，用于根据影像处理模块所获取的资料进行运算，以获取物件的测量资料。上述影像处理模块还包括有一格式转换子模块，用于将所获取的物件影像格式转换为计算机可识别处理的格式，一比例换算子模块，用于根据标准尺寸物件的实际尺寸以及在所获取的影像中的尺寸计算一换算比例，以供利用影像测量物件的尺寸时所用，一边界处理子模块，用于根据物件影像中点阵密度的不同来确定被测物件不同部分的边界，以根据这些边界来确定不同部分的尺寸，一影像调整子模块，用来根据影像获取设备镜头焦距f的不同来进行影像调整，以校正因镜头的表面曲度所造成的物件各部分影像尺寸的变化。

本发明提供的影像测量方法包括有如下步骤：(i)影像撷取步骤：获取被测物件的影像以及一标准尺寸物件的影像；(ii)影像处理步骤：将被测物件的影像以及标准尺寸物件的影像转换成计算机可识别处理的格式，并根据标准尺寸物件的实际尺寸以及该物件的影像尺寸计算测量中所用的换算比例；(iii)影像测量步骤：测量影像中被测物件各部分的尺寸，并根据换算比例计算出各部分的实际尺寸。

采用本发明的影像测量系统和方法，不仅可处理专用设备所获取的物件影像，亦可处理非专用设备所获取的物件影像，从而通过物件影像获取物件的尺寸资料，扩大了影像测量的应用范围。

【附图说明】

图1是实施本发明影像测量系统和方法的应用环境示意图。

图2是本发明本发明影像测量系统的软件架构图。

图3是本发明影像测量方法的流程图，其包括有一影像处理步骤。

图4是图3中影像处理步骤的流程图。

【具体实施方式】

参阅图1，所示为实施本发明影像测量系统和方法的应用环境示意图。在本实施方式中，影像测量系统植于多台测量计算机103中。多台测量计算机103通过通讯网路102与各式影像获取设备101相连接。影像获取设备101不仅包括有专用影像获取设备，亦包括有其它影像获取设备，如数码相机等。影像获取设备101置于测量工站内，用于获得较佳的物件影像。所获取的物件影像通过通讯网路102传送到多测量计算机103中以进行处理从而获得物件之测量资料。测量计算机103可置于专用测量工站内，亦可置于生产现场内。测量计算机103所获取的物件测量资料用于指导生产制程的改善等。

图2是本发明影像测量系统的软件架构图。在本实施方式中，该影像测量系统由植于测量计算机103内的一影像撷取模块210、一影像处理模块220、一影像测量模块230以及一数据处理模块240构成。影像撷取模块210用于从影像获取设备101获取被测物件的影像以及一标准尺寸物件的影像。获取该标准尺寸物件的影像用于确定在利用物件影像进行测量时的换算比例。物件的实际尺寸与物件的影像尺寸的比值即为测量中所用换算比例。在获取被测物件的影像以及标准尺寸物件的影像时，须在等同条件下取得，即在获取影像时，被测物件与标准尺寸物件须与影像获取设备保持相同的距离与角度。

影像处理模块220用于处理影像撷取模块210所获取的被测物件影像以及标准尺寸物件影像，包括有格式转换子模块221、比例换算子模块222、边界处理子模块223以及影像调整子模块224。其中，格式转换子模块221用于将所获取的物件影像格式转换为计算机可识别处理的格式。比例换算子模块222用于根据标准尺寸物件的实际尺寸以及该物件在所获取的影像中的尺寸计算测量物件的尺寸时所用到的换算比例。边界处理子模块223用于根据物件影像中点阵密度的不同来确定被测物件不同部分的边界，以根据这些边界来确定不同部分的尺寸。影像调整子模块224用来根据影像获取设备镜头焦距f的不同来进行影像调整，以校正因镜头的表面曲度所造成的物件各部分影像尺寸的变化。

影像测量模块230用于根据影像处理模块220所获取的资料进行计算，以获取物件的测量资料。在该计算过程中，先确定所要测量部分的边界，从而确定该部分在影像中的尺寸。然后根据比例换算子模块222所获得的换算比例计算出该部分的实际尺寸。数据处理模块240用于将所获得的物件尺寸资料应用到实际的生产实践中，诸如失效分析、制程改善等。

参阅图3，所示为本发明影像测量方法的流程图。首先，在步骤S301，由影像获取设备101获取一被测物件的影像，以及在同等条件下获取一标准尺寸物件的影像。在步骤S302，由相关工作人员检查所获得的物件影像是否合格，比如检查所获取的影像是否清晰，角度是否适宜等。如果所获取的物件影像不合格，在步骤S303，影像获取设备101重新获取被测物件的影像，并返回步骤S302再行检查所获取的影像是否合格。如果经检查所获取的影像符合要求，在步骤S304，影像处理模块220对所获取的物件影像进行处理，包括处理被测物件的影像以及标准尺寸物件的影像。经过处理，本发明的影像测量系统可获得影像测量所需的基本信息，包括影像测量所用的换算比例、被测物件各部分的边界状况等资料。如果物件的影像是利用数码相机等非专用影像获取设备获取，在本步骤中，还包括影像调整子模块224利用所用设备的镜头焦距f来校正所获取的物件影像各部分的尺寸。根据上述所获得的基本信息，在步骤S306，影像测量模块230根据需求计算被测物件的尺寸。在步骤S307，影像测量模块230统计所获取的物件测量尺寸，以形成物件的测量资料。在步骤S308，相关用户检查所获取的物件测量资料是否有误，比如某一测量尺寸是否与其设计尺寸有明显大的差异、测量资料是否完整等。如果所获取的资料存在错误，则返回步骤S306重新进行测量。当所需的物件测量资料均已获得，在步骤S309，相关用户会将所获得的资料应用到生产实践中，如用于制程改善、失效分析等。

图4是图3中影像处理步骤的流程图。在步骤S3041，格式转换子模块221首先将物件的影像格式转换成计算机可识别处理的格式。在步骤S3042，比例换算子模块222根据标准尺寸物件的实际尺寸以及在所获取的影像中的尺寸计算在利用影像测量物件的尺寸时所用到的换算比例。在步骤S3043，边界处理子模块223根据物件影像中点阵密度的不同来确定被测物件不同部分的边界，以根据这些边界来确定不同部分的尺寸。在步骤S3044，影像调整子模块224根据影像获取设备镜头焦距f来进行影像调整，以校正因镜头的表面曲度所造成的物件各部分影像尺寸的变化。

Claims

1.一种影像测量系统，通过处理物件的影像从而获取该物件的尺寸资料，其特征在于包括：

一影像获取设备，用于获取被测物件的影像以及一标准尺寸物件的影像；

多台测量计算机，其与影像获取设备通过网络相连，用于执行测量程序以分析处理物件的影像，从而获取物件的测量资料，每一台测量计算机包括：

一影像撷取模块，用于撷取影像获取设备所获得的被测物件影像以及标准尺寸物件影像；

一影像处理模块，用于处理物件的影像以获取测量该物件所需的基本资料，其包括：一影像调整子模块，用于根据影像获取设备镜头焦距的不同进行影像调整；及一边界处理子模块，用于根据影像中点阵密度的不同确定被测物件不同部分的边界；

一影像测量模块，用于根据影像处理模块所获取的资料进行运算，以获得物件的尺寸资料。

2.如权利要求1所述的影像测量系统，其特征在于，影像获取设备包括有数码相机。

3.如权利要求1或2所述的影像测量系统，其特征在于，影像获取设备在获取被测物件影像以及标准尺寸物件影像时，被测物件与标准尺寸物件须与影像获取设备保持相同的距离与角度。

4.如权利要求1所述的影像测量系统，其特征在于，影像处理模块还包括：

一格式转换子模块，用于将所获取的物件影像转换成计算机可识别处理的格式；及

一比例换算子模块，用于根据标准尺寸物件的实际尺寸以及该物件的影像尺寸计算测量中所用的换算比例。

5.一种影像测量的方法，其通过处理物件的影像来获取物件的测量尺寸，其特征在于包括有如下步骤：

(a)影像撷取步骤：获取被测物件的影像以及一标准尺寸物件的影像；

(b)影像处理步骤：将被测物件的影像以及标准尺寸物件的影像转换成计算机可识别处理的格式，并根据标准尺寸物件的实际尺寸以及该物件的影像尺寸计算测量中所用的换算比例；

(c)影像测量步骤：测量影像中被测物件各部分的尺寸，并根据换算比例计算出各部分的实际尺寸。

6.如权利要求5所述的影像测量方法，其特征在于，获取被测物件的影像由数码相机取得。

7.如权利要求5所述的影像测量方法，其特征在于，影像处理步骤更包括有根据影像中点阵密度的不同确定被测物件不同部分边界的步骤。

8.如权利要求6所述的影像测量方法，其特征在于，影像处理步骤更包括有根据影像获取设备镜头的焦距进行影像调整的步骤。