TWI409430B - 影像量測機台動態模擬系統及方法 - Google Patents

Description

影像量測機台動態模擬系統及方法

本發明涉及一種影像量測機台動態模擬系統及方法。

影像量測是目前精密量測領域中最廣泛使用的量測方法，該方法不僅精度高，而且量測速度快。影像量測主要用於工件(零件或者部件)的尺寸物差和形位誤差的測量，對保證產品品質起著重要的作用。

一般而言，影像量測方法是採用影像量測機台，如VMS(Vision Measuring System)，擷取待測工件的影像，然後將獲取的工件影像傳送給主機，透過主機中的圖像處理介面(如OpenGL)對工件影像做進一步的處理獲取工件的圖形，並繪製出影像量測機台初始狀態時的圖形，將工件的圖形和影像量測機台的圖形同時顯示在顯示設備上。該量測方法對工件的量測達到了很高的精度。

但是現有影像量測方法中，只能在顯示設備上靜態顯示影像量測機台的圖形，即影像量測機台初始狀態時的圖形。當影像量測機台移動時，這種靜態顯示模式不方便量測人員觀察。

鑒於以上內容，有必要提供一種影像量測機台動態模擬系統及方法，其可在影像量測機台移動後，重新繪製影像量測機台的圖形，實現了影像量測機台的動態模擬。

一種影像量測機台動態模擬系統，包括主機和影像量測機台，所述主機包括存儲體，所述存儲體中存儲有配置文檔，所述配置文檔用於存儲影像量測機台的所有頂點座標和影像量測機台頂蓋、機台鏡頭、機台工作面和機台主體需要繪製的圖形，所述主機還包括：機台模型繪製模組，用於根據所述機台頂點座標和機台各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台的圖形；顯示模組，用於顯示繪製出的影像量測機台的圖形在顯示設備上；資料捕獲模組，用於當所述影像量測機台移動時，捕獲所述影像量測機台的移動量；所述機台模型繪製模組還用於根據所述影像量測機台的移動量重新計算機台新的頂點座標，並根據影像量測機台新的頂點座標重新繪製影像量測機台的圖形。

一種影像量測機台動態模擬方法，包括主機和影像量測機台，該方法包括如下步驟：讀取主機存儲體中存儲的配置文檔，所述配置文檔用於存儲影像量測機台的所有頂點座標和影像量測機台頂蓋、機台鏡頭、機台工作面和機台主體需要繪製的圖形；讀取所述配置文檔中的機台頂點座標，所述機台頂點座標包括影像量測機台頂蓋的頂點座標、影像量測機台鏡頭的頂點座標、影像量測機台工作面的頂點座標和影像量測機台主體的頂點座標；根據所述機台頂點座標和機台各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖 形繪製介面繪製影像量測機台的圖形；顯示繪製出的影像量測機台的圖形在顯示設備上；當所述影像量測機台移動時，捕獲所述影像量測機台的移動量；根據所述影像量測機台的移動量重新計算機台新的頂點座標；根據影像量測機台新的頂點座標重新繪製影像量測機台的圖形。

相較於習知技術，所述的影像量測機台動態模擬系統及方法，其可在影像量測機台移動後，重新繪製影像量測機台的圖形，實現了影像量測機台的動態模擬，從而使用戶即時觀察到影像量測機台的運動狀態，提高了量測效率。

1‧‧‧顯示設備

2‧‧‧主機

3‧‧‧影像量測機台

4‧‧‧輸入設備

20‧‧‧存儲體

21‧‧‧機台動態模擬程式

22‧‧‧配置文檔

210‧‧‧機台模型繪製模組

211‧‧‧資料捕獲模組

212‧‧‧介面模組

213‧‧‧顯示模組

S401‧‧‧讀取配置文檔中的機台頂點座標

S402‧‧‧根據所述機台頂點座標繪製機台圖形

S403‧‧‧顯示繪製出的機台圖形在顯示設備上

S404‧‧‧當用戶搖動機台手柄時，捕獲機台的移動量

S405‧‧‧根據機台的移動量計算機台新的頂點座標

S406‧‧‧根據機台新的頂點座標重新繪製機台圖形

圖1係本發明影像量測機台動態模擬系統較佳實施例的系統架構圖。

圖2係本發明影像量測機台動態模擬方法較佳實施例的流程圖。

圖3係本發明影像量測機台動態模擬系統較佳實施例中影像量測機台的示意圖。

參閱圖1所示，係本發明影像量測機台動態模擬系統較佳實施例的系統架構圖。該系統主要包括顯示設備1、主機2、影像量測機台3和輸入設備4。所述主機2包括存儲體20和機台動態模擬程式21，所述存儲體20可以是主機2中的硬碟等，存儲有配置文檔22。所述配置文檔22為DAT檔，存儲有用戶手動輸入的影像量測機台3的所有頂點座標和影像量測機台3各個組成部分需要繪製的圖形。參閱圖3所示，所述影像量測機台3的組成部分包括機台頂蓋 31、機台鏡頭32、機台工作面33和機台主體34。所述需要繪製的圖形包括紋理、點、線、面、圓、橢圓、B樣條曲線、B樣條曲面和旋轉面等。例如，機台頂蓋31需要繪製的圖形包括線、面、圓、橢圓、B樣條曲線、B樣條曲面和旋轉面。

所述影像量測機台3與所述主機2相連，用於攝取工件的影像，並將工件影像傳送給主機2。所述機台動態模擬程式21用於根據配置文檔22中存儲的頂點座標自動繪製出影像量測機台3初始狀態時的圖形，並在影像量測機台3移動後，重新繪製影像量測機台3的圖形。

所述主機2連接有顯示設備1，用於顯示影像量測機台3傳送給主機2的工件影像和機台動態模擬程式21自動繪製的影像量測機台3的圖形等。所述輸入設備4可以是鍵盤和滑鼠等，用於進行資料登錄等。

所述機台動態模擬程式21包括機台模型繪製模組210、資料捕獲模組211、介面模組212和顯示模組213。本發明所稱的模組是完成一特定功能的電腦程式段，比程式更適合於描述軟體在電腦中的執行過程，因此在本發明以下對軟體描述都以模組描述。

首先，機台動態模擬程式21從存儲體20讀取配置文檔22中的機台頂點座標，所述機台頂點座標包括影像量測機台3頂蓋的頂點座標、影像量測機台3鏡頭的頂點座標、影像量測機台3工作面的頂點座標、影像量測機台3主體的頂點座標等。

所述機台模型繪製模組210用於根據所述機台頂點座標和機台各 組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的圖形。具體而言，所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3頂蓋的頂點座標和頂蓋需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的頂蓋。所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3鏡頭的頂點座標和鏡頭需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的鏡頭。所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3工作面的頂點座標和工作面需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的工作面。所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3主體的頂點座標和主體需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的主體。

所述資料捕獲模組211用於當用戶搖動影像量測機台3的手柄時，捕獲影像量測機台3的移動量。然後，所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3的移動量重新計算機台新的頂點座標，並根據影像量測機台3新的頂點座標重新繪製影像量測機台3的圖形。舉例而言，在圖3所示的影像量測機台3中，可移動部分包括機台頂蓋31、機台鏡頭32和機台工作面33，而機台主體34一般固定不動。其中，機台頂蓋31可以沿X軸方向移動，機台鏡頭32可以沿X軸和Z軸移動，機台工作面33可以沿Y軸方向移動。機台鏡頭32安裝於機台頂蓋31上，當機台頂蓋31沿X軸方向移動時，機台鏡頭32也將跟著沿X軸方向移動。假設機台鏡頭32當前的頂點座標為(10，12，14)、(18，12，14)、(10，14，14)、(18，14，14)…，當用戶搖動影像量測機台3的手柄控制機台鏡 頭32沿Z軸正方向移動1毫米(mm)後，所述資料捕獲模組211捕獲影像量測機台3的移動量，即機台鏡頭32沿Z軸正方向的移動量1毫米，影像量測機台3未移動部分的移動量以零計算。因此，機台鏡頭32移動後，機台模型繪製模組210將機台鏡頭32所有頂點座標的Z軸值加1，機台頂蓋31、機台工作面33和機台主體34的頂點座標不變，機台鏡頭32新的頂點座標為(10，12，15)、(18，12，15)、(10，14，15)、(18，14，15)…

所述顯示模組213用於顯示繪製出的影像量測機台3的圖形在顯示設備1上。

所述介面模組212用於提供各種圖形繪製介面給所述機台模型繪製模組210，以完成影像量測機台3的圖形繪製。所述圖形繪製介面是指圖像處理軟體(如OpenGL)提供的各種繪製圖形的函數。

具體而言，所述介面模組212包括紋理介面、點介面、線介面、面介面、圓介面、橢圓介面、B樣條曲線介面、B樣條曲面介面和旋轉面介面。其中，所述紋理介面用於載入紋理，所述點介面用於繪製點圖形，所述線介面用於繪製線圖形，所述面介面用於繪製面圖形，所述圓介面用於繪製圓圖形，所述橢圓介面用於繪製橢圓圖形，所述B樣條曲線介面用於繪製B樣條曲線，所述B樣條曲面介面用於繪製B樣條曲面，所述旋轉面介面用於繪製旋轉面圖形。

參閱圖2所示，係本發明影像量測機台動態模擬方法較佳實施例的流程圖。首先，步驟S401，機台動態模擬程式21從存儲體20讀 取配置文檔22中的機台頂點座標，所述機台頂點座標包括影像量測機台3頂蓋的頂點座標、影像量測機台3鏡頭的頂點座標、影像量測機台3工作面的頂點座標、影像量測機台3主體的頂點座標等。

步驟S402，所述機台模型繪製模組210根據所述機台頂點座標和機台各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的圖形。具體而言，所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3頂蓋的頂點座標和頂蓋需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的頂蓋。所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3鏡頭的頂點座標和鏡頭需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的鏡頭。所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3工作面的頂點座標和工作面需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的工作面。所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3主體的頂點座標和主體需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台3的主體。

步驟S403，所述顯示模組213顯示繪製出的影像量測機台3的圖形在顯示設備1上。

步驟S404，當用戶搖動影像量測機台3的手柄時，所述資料捕獲模組211捕獲影像量測機台3的移動量。

步驟S405，所述機台模型繪製模組210根據所述影像量測機台3的移動量重新計算機台新的頂點座標。

步驟S406，所述機台模型繪製模組210根據影像量測機台3新的頂點座標重新繪製影像量測機台3的圖形。

本發明影像量測機台動態模擬系統及方法，雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟悉此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神及範圍內，當可做更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S401‧‧‧讀取配置文檔中的機台頂點座標

S402‧‧‧根據所述機台頂點座標繪製機台圖形

S403‧‧‧顯示繪製出的機台圖形在顯示設備上

S404‧‧‧當用戶搖動機台手柄時，捕獲機台的移動量

S405‧‧‧根據機台的移動量計算機台新的頂點座標

S406‧‧‧根據機台新的頂點座標重新繪製機台圖形

Claims (8)

1. 一種影像量測機台動態模擬系統，包括一主機和一影像量測機台，所述主機包括一存儲體，其中，所述存儲體中存儲有一配置文檔，所述配置文檔用於存儲影像量測機台的所有頂點座標和影像量測機台頂蓋、機台鏡頭、機台工作面和機台主體需要繪製的圖形，所述主機還包括：機台模型繪製模組，用於根據所述機台頂點座標和機台各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台的圖形；顯示模組，用於顯示繪製出的影像量測機台的圖形在一顯示設備上；資料捕獲模組，用於當所述影像量測機台移動時，捕獲所述影像量測機台的移動量；所述機台模型繪製模組還用於根據所述影像量測機台的移動量重新計算機台新的頂點座標，並根據影像量測機台新的頂點座標重新繪製影像量測機台的圖形。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像量測機台動態模擬系統，其中，所述機台模型繪製模組利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台的圖形包括：根據所述影像量測機台頂蓋的頂點座標和頂蓋需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的頂蓋；根據所述影像量測機台鏡頭的頂點座標和鏡頭需要繪製的圖形， 利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的鏡頭；根據所述影像量測機台工作面的頂點座標和工作面需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的工作面；及根據所述影像量測機台主體的頂點座標和主體需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的主體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像量測機台動態模擬系統，其中，所述圖形繪製介面是指圖像處理軟體提供的各種繪製圖形的函數。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像量測機台動態模擬系統，其中，所述圖形繪製介面包括載入紋理的紋理介面，繪製點圖形的點介面，繪製線圖形的線介面，繪製面圖形的面介面，繪製圓圖形的圓介面，繪製橢圓圖形的橢圓介面，繪製B樣條曲線的B樣條曲線介面，繪製B樣條曲面的B樣條曲面介面，繪製旋轉面圖形的旋轉面介面。
5. 一種影像量測機台動態模擬方法，包括主機和影像量測機台，該方法包括如下步驟：讀取主機存儲體中存儲的配置文檔，所述配置文檔用於存儲影像量測機台的所有頂點座標和影像量測機台頂蓋、機台鏡頭、機台工作面和機台主體需要繪製的圖形；讀取所述配置文檔中的機台頂點座標，所述機台頂點座標包括影像量測機台頂蓋的頂點座標、影像量測機台鏡頭的頂點座標、影像量測機台工作面的頂點座標和影像量測機台主體的頂點座標；根據所述機台頂點座標和機台各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台的圖形； 顯示繪製出的影像量測機台的圖形在顯示設備上；當所述影像量測機台移動時，捕獲所述影像量測機台的移動量；根據所述影像量測機台的移動量重新計算機台新的頂點座標；及根據影像量測機台新的頂點座標重新繪製影像量測機台的圖形。
6. 如申請專利範圍第5項所述之影像量測機台動態模擬方法，其中，所述步驟利用所述圖形繪製介面繪製影像量測機台的圖形包括：根據所述影像量測機台頂蓋的頂點座標和頂蓋需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的頂蓋；根據所述影像量測機台鏡頭的頂點座標和鏡頭需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的鏡頭；根據所述影像量測機台工作面的頂點座標和工作面需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的工作面；及根據所述影像量測機台主體的頂點座標和主體需要繪製的圖形，利用圖形繪製介面繪製影像量測機台的主體。
7. 如申請專利範圍第5項所述之影像量測機台動態模擬方法，其中，所述圖形繪製介面是指圖像處理軟體提供的各種繪製圖形的函數。
8. 如申請專利範圍第5項所述之影像量測機台動態模擬方法，其中，所述圖形繪製介面包括載入紋理的紋理介面，繪製點圖形的點介面，繪製線圖形的線介面，繪製面圖形的面介面，繪製圓圖形的圓介面，繪製橢圓圖形的橢圓介面，繪製B樣條曲線的B樣條曲線介面，繪製B樣條曲面的B樣條曲面介面，繪製旋轉面圖形的旋轉面介面。