CN204495315U - 一种物体轮廓的测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物体轮廓的测量系统，该系统包括：控制模块、位移传感器模块、影像模块和支撑模块，其中：支撑模块用于调整图像检测视场；位移传感器模块固定在支撑模块上，用于检测被测物体处于视场外部分上的多个测量采样点的位移数据，并将数据发给控制模块；影像模块采集被测物体视场内可见部分的图像和传感器偏转角度图像，并将图像发给控制模块；控制模块对采集数据进行处理，得到被测物体的形变数据和轮廓参数。本实用新型结合接触式测量和非接触式测量的特点，利用传感器的测量数值和传感器偏转角度构成测量点极坐标，并利用多个测量点的极坐标数据拟合出被测物体的轮廓，从而实现了影像失效区域内的弹性体轮廓测量。

Description

一种物体轮廓的测量系统

技术领域

本实用新型属于测量应用领域，具体涉及一种测量物体轮廓系统。

背景技术

传统的物体轮廓测量提取基本可以分为两类：以影像检测为代表的非接触式测量和以三坐标测量机为代表的接触式测量。非接触式测量是指在不接触被测物体的前提下进行轮廓的精准测量。例如，其中的影像检测是利用可见光或者激光诱导荧光等方式获取被测物体的影像数据，然后再利用图像处理技术提取得到物体的轮廓；而接触式测量则是需要利用工具对物体表面接触从而获取其轮廓数据，最具代表性的是三坐标测量机，三坐标测量机首先将被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算后求得其尺寸和形位误差。

这两类测量方式各有利弊，都在测量领域发挥了重要的作用。其中，接触式测量对于被测物体的表面粗糙度、杨氏模量等要素都有一定的要求，而非接触式测量，尤其是影像处理等方式，则要求光线能够到达且不穿透被测物体的表面。对于弹性体在其他介质中受力变形轮廓的测量，如轮胎在泥泞道路中受力形变的轮廓，传统的测量方式都存在一定的局限性。此外，这两种测量方式都存在成本高昂的问题，其对于低等级精度测量是一种浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新的物体轮廓测量系统，本实用新型将接触式测量与非接触式测量的特点相结合，提出了一种新的能够对于弹性体在影像检测失效区域中受力变形时的轮廓进行实时测量的系统。

本实用新型提出一种物体轮廓测量系统，该系统包括：控制模块、位移传感器模块、影像模块和支撑模块，其中：

被测物体至少一部分处于图像检测视场外；

所述支撑模块用于在影像采集之前对于图像检测视场进行调整；

所述位移传感器模块固定在所述支撑模块上，用于检测被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点的位移数据，并将采集得到的位移数据发送给所述控制模块；

所述影像模块位于被测物体的一侧，用于实时采集所述被测物体暴露在图像检测视场内的可见部分的图像和传感器在偏转固定点处的偏转角度图像，并将采集得到的图像发送给所述控制模块；

所述控制模块与所述位移传感器模块和影像模块连接，用于对于所述位移传感器模块和影像模块进行控制，并根据接收到的采集数据得到所述被测物体的形变数据和轮廓参数。

可选地，所述支撑模块至少包括支撑架，其中：所述支撑板固定在固定台面上，用于固定所述位移传感器模块。

可选地，所述支撑模块还包括外壳，用于容纳所述位移传感器模块。

可选地，所述位移传感器模块包括多个位移传感器。

可选地，所述多个位移传感器并联安装。

可选地，所述位移传感器的数量与所述测量采样点的数量相对应。

可选地，所述位移传感器为拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器的拉线的端部固定在被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点上。

可选地，所述系统还包括多个导线管，所述导线管固定在所述支撑模块上，用于为所述拉线式位移传感器伸出的拉线提供偏转固定点。

可选地，所述拉线式位移传感器的数量与所述导线管的数量相应。

可选地，所述影像模块至少包括图像采集设备、存储器以及调节固定机构。

利用本实用新型的上述技术方案，当被测物体侵入光线无法透过的介质时，在拉线式位移传感器、导线管、相机的共同作用下，会得到数个测量采样点的分别以多个偏转固定点为坐标原点的极坐标数据，而偏转固定点的空间位置已知且固定，故而可以推断并有效拟合出被测物体在介质中的变形和轮廓。而暴露在影像检测视场内的物体剩余部分，则直接可以由相机检测获取其形变及轮廓数据。因此，本实用新型实现了接触式测量与非接触测量方式的结合，可以较低的成本获取影像检测失效区域内弹性体的形变及轮廓数据。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例的物体轮廓测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提出一种物体轮廓测量系统，图1是根据本实用新型一实施例的物体轮廓测量系统的结构示意图，其中，1为被测物体，2为处理器，3为支撑板，4、5、6为三个拉线式位移传感器，7为导线管，8表示图像检测视场的分界线，9为容器壁，10表示影像检测失效区域，如沙子、泥水，11为影像模块。如图1所示，所述物体轮廓测量系统包括：控制模块、位移传感器模块、影像模块和支撑模块，其中：

被测物体1至少一部分处于图像检测视场外，比如被测物体1的一部分被泥沙等障碍物覆盖，另一部分则直接暴露在图像检测视场内；

所述支撑模块至少包括支撑架3等结构组件，用于在影像采集之前对于图像检测视场进行调整，其中：

所述支撑板3固定在地面或其他固定台面上，用于固定所述位移传感器模块。

在本实用新型一实施例中，所述支撑模块还包括外壳，用于容纳所述位移传感器模块，以防止灰尘或泥水混合物等杂质进入。

所述位移传感器模块固定在所述支撑模块的支撑板3上，用于检测被测物体1处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点的位移数据，并将采集得到的位移数据发送给所述控制模块进行处理；

其中，所述位移传感器模块包括多个位移传感器，在本实用新型一实施例中，所述多个位移传感器并联安装。

其中，所述测量采样点的数量与所述位移传感器的数量相对应，实际上，所述位移传感器的数量越多，测量采样点越密集，轮廓数据的测量就越准确，因此，在实际应用中，所述位移传感器的数量可根据实际测量精度的要求以及被测物体轮廓的复杂程度进行增减调节，本实用新型对其不作任何限定。

其中，所述位移传感器模块在所述支撑板3上的固定方式可以是胶接、铆接，也可以是螺纹连接或其他连接方式，本实用新型对于具体的固定方式不作限制，应当明了的是，所有可能的、合理的将位移传感器模块固定在支撑板上的固定方式均落入本实用新型的保护范围内。

其中，所述位移传感器为拉线式位移传感器或其他可改造成拉线式位移传感器的位移传感器，比如拉杆式位移传感器经过改造可得到与拉线式传感器类似的结构，所述拉线式位移传感器测量得到的位移数值代表了测量采样点在局部极坐标系内的极径，拉线的偏转角度代表了测量采样点在局部极坐标系内的极角，通常情况下，拉线的偏转角度由对于偏转角度图像进行处理来获得，根据测量得到的极径和极角，可以建立局部极坐标系，从而确定测量采样点的点坐标。

当所述位移传感器为拉线式位移传感器时，所述系统还包括多个导线管7，所述导线管7也固定在所述支撑板3上，用于为所述拉线式位移传感器伸出的拉线提供偏转固定点，如图1中所示出的A、B、C三点，所述偏转固定点作为位移传感器拉线偏转的支点，也作为局部极坐标系的原点。所述拉线式位移传感器(4、5、6)的拉线穿过相应的导线管7后，拉线的端部分别固定在被测物体1处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点上，这样，被测物体1处于图像检测视场外的部分的形变就会引起拉线式位移传感器的拉线长度和拉线角度变化。

其中，所述拉线式位移传感器的数量与所述导线管的数量相应，且两者固定在所述支撑板3上的位置也相对应。

为了描述的方便，下文中将以拉线式位移传感器为例对于本实用新型进行描述。

所述影像模块位于被测物体1的一侧，用于实时采集所述被测物体1暴露在图像检测视场内的可见部分的图像和传感器拉线在偏转固定点A、B、C处的偏转角度图像，并将采集得到的图像发送给所述控制模块进行处理；

其中，所述影像模块至少包括相机、摄像机等图像采集设备、存储器以及调节固定机构。对应不同的测量精度要求，所述相机可以是高速相机也可以是普通相机。其中，相机的电子快门与所述控制模块相连，以实现对于图像采集的控制。另外，相机、摄像机等图像采集设备采集的图像数据可以存放在其内部的存储器中，也可以通过传输接口传送到外部存储器中进行存储。所述调节固定机构用于固定所述摄像模块，并在测量开始前调整摄影视场的角度。

所述控制模块与所述位移传感器模块和影像模块连接，用于对于所述位移传感器模块和影像模块进行控制，并对接收到的采集数据进行处理，得到所述被测物体1的形变数据和轮廓参数。

如上所述，所述采集数据至少包括所述可见部分图像、传感器拉线偏转角度图像和位移数据。

其中，所述控制模块至少包括处理器2、多个独立的数据采集通道和控制开关，所述处理器2用于向所述位移传感器模块和影像模块发送通讯指令，以对位移传感器的位移数据采集和影像模块的图像采集进行控制；所述数据采集通道用于传输采集数据；所述控制开关用于根据所述处理器2的通讯指令对于所述位移传感器模块和影像模块的采集操作进行控制。

综上，本实用新型的上述技术方案可以用于检测至少一部分处于图像检测视场外的被测物体的轮廓数据，当然也可以检测全部处于图像检测视场外的被测物体的轮廓数据，如果被测物体完全侵入图像检测失效区域，则可以由上述极坐标数据直接获得被测物体的形变数据和轮廓参数。另外，本实用新型的上述技术方案可以对于多类型多材质的被测物体进行轮廓测量，既可以为刚性体，也可以是弹性体，比如橡胶被测物体、铁质被测物体、刚性被测物体、弹性体被测物体等。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物体轮廓的测量系统，其特征在于，该系统包括：控制模块、位移传感器模块、影像模块和支撑模块，其中：

被测物体至少一部分处于图像检测视场外；

所述支撑模块用于在影像采集之前对于图像检测视场进行调整；

所述位移传感器模块固定在所述支撑模块上，用于检测被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点的位移数据，并将采集得到的位移数据发送给所述控制模块；

所述影像模块位于被测物体的一侧，用于实时采集所述被测物体暴露在图像检测视场内的可见部分的图像和传感器在偏转固定点处的偏转角度图像，并将采集得到的图像发送给所述控制模块；

所述控制模块与所述位移传感器模块和影像模块连接，用于对于所述位移传感器模块和影像模块进行控制，并根据接收到的采集数据得到所述被测物体的形变数据和轮廓参数。

2.根据权利要求1所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述支撑模块至少包括支撑架，其中：

所述支撑板固定在固定台面上，用于固定所述位移传感器模块。

3.根据权利要求2所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述支撑模块还包括外壳，用于容纳所述位移传感器模块。

4.根据权利要求1所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述位移传感器模块包括多个位移传感器。

5.根据权利要求4所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述多个位移传感器并联安装。

6.根据权利要求4所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述位移传感器的数量与所述测量采样点的数量相对应。

7.根据权利要求1所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述位移传感器为拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器的拉线的端部固定在被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点上。

8.根据权利要求7所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述 系统还包括多个导线管，所述导线管固定在所述支撑模块上，用于为所述拉线式位移传感器伸出的拉线提供偏转固定点。

9.根据权利要求8所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述拉线式位移传感器的数量与所述导线管的数量相应。

10.根据权利要求1所述的物体轮廓的测量系统，其特征在于，所述影像模块至少包括图像采集设备、存储器以及调节固定机构。