专利名称：基于信息融合技术的平面度检测方法
技术领域：
本发明属于测量技术领域，涉及一种基于信息融合技术的平面度检测方法，特别适合于大平面的平面度检测。
背景技术：
现有的大平面平面度检测主要用手工测量，效率低精度差，不能满足工业化生产快速检测的要求。

发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于信息融合技术的平面度检测方法，其目的在于自动高效测量平面度，并且能够将数据自动记录到计算机中。本发明的基于信息融合技术的平面度检测方法，与水平面平行的激光发射器(4)发射光束照射到工作台平面上放置的空心玻璃球(6)上，用数码摄像机(3)拍摄空心玻璃球(6)，根据拍摄到的图像上激光光束与水银面的相对距离检测空心玻璃球(6)放置位置的相对高度，将空心玻璃球(6)放置在工作台平面上不同的位置便可以检测出工作台平面上不同位置的相对高度，进而计算出工作台平面的平面度，该方法按以下步骤进行，(I)空心玻璃球中水银面距离空心玻璃球最低点的距离为hmm，(2)用数码摄像机拍摄空心玻璃球的图像，水平激光光束现在所在的高度为零位，(3)所拍摄的数字图像上水银面距离空心玻璃球最低点所占的像素数为nl，(4)水平激光光束照射在空心玻璃球上，激光光束与空心玻璃球中水银面之间的相对高度在数字图像上所占的像素数为ri2，(5)计算激光光束与空心玻璃球中水银面的相对高度，即水银面相对于零位的高
度h2h2= — * h mm,(6)控制伺服电机(7)带动丝杠(I)转动使螺母(2)上下移动，带动激光发射器和数码摄像机一起上下移动，使照射到空心玻璃球上的激光光束与水银面在一条水平线上，记录此时螺母移动的位移，即水银面相对于零位的高度为h3mm，(7)将两种方法测量的水银面相对于零位的高度取平均值，得到测量位置相对于零位的高度^h. =AlA mm,
I 2(8)将玻璃球移动到平面上别的位置，重复以上I到7步，测量别的位置的相对高度，(9)将测量的所有位置的相对高度用最小二乘法计算出工作台平面的平面度。该方法中采用的空心玻璃球中注水银，水银面作为测量中的参照面，水银面相对于玻璃球最低点的高度作为测量中的标尺，玻璃球与被测平面的接触为点接触，不管空心玻璃球如何放置，其内部的水银面相对于玻璃球最低点的高度保持不变，一直为hmm，这样水银面准确反应出了工作台平面上点的高度变化。计算机(5)控制伺服电机伺服电机(7)带动丝杠(I)转动使螺母(2)上下移动，使照射在空心玻璃球上的激光光束跟随移动，通过数码摄像机返回的图像观测，使激光光束与水银而在同一水平线上，此时螺母移动的位移也正是水银面相对零位的高度。


附图为基于信息融合技术的平面度检测方法的示意图。
具体实施例方式与水平面平行的激光发射器(4)发射光束照射到工作台平面上放置的空心玻璃球(6)上，用数码摄像机(3)拍摄空心玻璃球￠)，根据拍摄到的图像上激光光束与水银面 的相对距离检测空心玻璃球(6)放置位置的相对高度，将空心玻璃球(6)放置在工作台平面上不同的位置便可以检测出工作台平面上不同位置的相对高度，进而计算出工作台平面的平面度，具体实施方式
如下，(I)空心玻璃球中水银面距离空心玻璃球最低点的距离为hmm，(2)用数码摄像机拍摄空心玻璃球的图像，水平激光光束现在所在的高度为零位，(3)所拍摄的数字图像上水银面距离空心玻璃球最低点所占的像素数为Ii1,(4)水平激光光束照射在空心玻璃球上，激光光束与空心玻璃球中水银面之间的相对高度在数字图像上所占的像素数为n2，(5)计算激光光束与空心玻璃球中水银面的相对高度，即水银面相对于零位的高
度h2h2 ^ — mm,
'h(6)控制伺服电机(7)带动丝杠(I)转动使螺母(2)上下移动，带动激光发射器和数码摄像机一起上下移动，使照射到空心玻璃球上的激光光束与水银面在一条水平线上，记录此时螺母移动的位移，即水银面相对于零位的高度为h3mm，(7)将两种方法测量的水银面相对于零位的高度取平均值，得到测量位置相对于零位的高度^k =、+ hl mm，
2(8)将玻璃球移动到平面上别的位置，重复以上I到7步，测量别的位置的相对高度，(9)将测量的所有位置的相对高度用最小二乘法计算出工作台平面的平面度。
权利要求
1.基于信息融合技术的平面度检测方法，与水平面平行的激光发射器(4)发射光束照射到工作台平面上放置的空心玻璃球(6)上，用数码摄像机(3)拍摄空心玻璃球￠)，根据拍摄到的图像上激光光束与水银面的相对距离检测空心玻璃球(6)放置位置的相对高度，将空心玻璃球(6)放置在工作台平面上不同的位置便可以检测出工作台平面上不同位置的相对高度，进而计算出工作台平面的平面度，其特征在于按以下步骤进行， (1)空心玻璃球中水银面距离空心玻璃球最低点的距离为hmm， (2)用数码摄像机拍摄空心玻璃球的图像，水平激光光束现在所在的高度为零位， (3)所拍摄的数字图像上水银面距离空心玻璃球最低点所占的像素数为Ii1, (4)水平激光光束照射在空心玻璃球上，激光光束与空心玻璃球中水银面之间的相对高度在数字图像上所占的像素数为n2， (5)计算激光光束与空心玻璃球中水银面的相对高度，即水银面相对于零位的高度h2h2 =n2/n1* h mm， (6)控制伺服电机(7)带动丝杠(I)转动使螺母(2)上下移动，带动激光发射器和数码摄像机一起上下移动，使照射到空心玻璃球上的激光光束与水银面在一条水平线上，记录此时螺母移动的位移，即水银面相对于零位的高度为h3mm， (7)将两种方法测量的水银面相对于零位的高度取平均值，得到測量位置相对于零位的高度h h1=h3+h2/2 mm (8)将玻璃球移动到平面上别的位置，重复以上I到7歩，测量别的位置的相对高度， (9)将测量的所有位置的相对高度用最小二乗法计算出工作台平面的平面度。
2.如权利要求I所述的基于信息融合技术的平面度检测方法，其特征在于，空心玻璃球中的水银面作为测量中的參照面，水银面相对于玻璃球最低点的高度作为测量中的标尺。
3.如权利要求I或2所述的基于信息融合技术的平面度检测方法，其特征在于，用丝杠螺母的位移測量水银面的相对高度。
全文摘要
本发明公开了一种基于信息融合技术的平面度检测方法，属于测量技术领域。该方法中采用的空心玻璃球中注水银，水银面作为测量中的参照面，水银面相对于玻璃球最低点的高度作为测量中的标尺，玻璃球与被测平面的接触为点接触，不管空心玻璃球如何放置，其内部的水银面相对于玻璃球最低点的高度保持不变，这样水银面准确反应出了工作台平面上点的高度变化。本测量方法所需硬件较少，计算量小，提高了平面度检测的精度和检测效率。
文档编号G01B11/30GK102661727SQ201210147220
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者刘晋浩, 孙治博, 程朋乐 申请人:北京林业大学