专利名称：基于机器视觉的分段比较测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，特别是一种基于机器视觉的分段比较测量装置。
背景技术：
机器视觉就是用机器代替人眼来作测量和判断。机器视觉系统是指通过相机将被摄取目标信息转换成数字图像信号，传送给专用的图像处理单元，依靠图像处理软件提取出目标对象的形状、边线和灰度等特征信息，并依据这些特征信息进行测量、对象识别和缺陷判断等自动化工作。现有的基于机器视觉的比较测量装置，包括测量台架、光电部件和图像处理单元； 图像处理单元包括通过信号线相连的信息输入与显示装置以及图像处理模块；测量台架包括测量台面、固定在测量台面上的支架以及固定在支架上的相机固定块；光电部件包括对称的固定在相机固定块上的左侧相机和右侧相机，左侧镜头与左侧相机相连，右侧镜头与右侧相机相连；图像处理模块分别与左侧相机和右侧相机通过信号线相连。由于左侧相机和右侧相机的外形结构原因，因此左侧相机和右侧相机之间的光轴最小距离一般为40mm， 所以，对宽度小于40mm的工件，上述现有的基于机器视觉的比较测量装置无法进行测量。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简便、测量精度和测量效率高、且能对小工件(即宽度小于40mm的工件)进行测量的基于机器视觉的分段比较测量装置。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于机器视觉的分段比较测量装置，包括测量台架、光电部件和图像处理单元；图像处理单元包括通过信号线相连的信息输入与显示装置以及图像处理模块；测量台架包括测量台面、固定在测量台面上的支架以及固定在支架上的相机固定块；光电部件包括对称的固定在相机固定块上的左侧相机和右侧相机，左侧镜头与左侧相机相连，右侧镜头与右侧相机相连；图像处理模块分别与左侧相机和右侧相机通过信号线相连；光电部件还包括相互对称的左侧棱镜和右侧棱镜，左侧棱镜位于左侧镜头的下方且与左侧镜头固定相连，右侧棱镜位于右侧镜头的下方且与右侧镜头固定相连。本实用新型的基于机器视觉的分段比较测量装置，是基于光电技术和机器视觉技术设计而成，其能实现对工件外观尺寸的高精度测量。本实用新型的基于机器视觉的分段比较测量装置可以为不同尺寸范围的工件提供高精度、自动化视觉测量。采用分段比较的测量方法进行局部测量，可以减少非测量区域的图像数据采集传输量，在提高精度的同时也降低了光学系统的成本。利用本实用新型进行测量时，相机和工件不需要相对运动，工件放置在测量台面上即可进行测量，测量效率高，且不会弓I入运动带来的测量误差。[0013]本实用新型针对小工件(即宽度小于40mm的工件)测量时相机安装空间不足的问题(即左侧相机和右侧相机之间的光轴最小距离一般为40mm)，采用反射棱镜技术，可以有效扩展测量范围，提高测量的适用性。即，本实用新型通过反射棱镜技术，使得两个相机在使用时，可减小两相机光轴的最小间距(可以使原先两相机光轴的最小间距从40mm减小到5mm)，从而可以对宽度更加小的工件进行测量。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细说明。

图1是本实用新型的基于机器视觉的分段比较测量装置的立体结构示意图；图2是图1在测量时的光路示意图；图3是图1进行实际使用前的校准时，标准量块与左侧相机视野和右侧相机视野的位置示意图。
具体实施方式
实施例1、图1给出了一种基于机器视觉的分段比较测量装置，包括测量台架、光电部件和图像处理单元。图像处理单元包括通过信号线连接的信息输入与显示装置以及图像处理模块 (为了图面的清晰，该作为现有技术的图像处理单元在图1中被省略了)。测量台架包括测量台面1、支架2和相机固定块3，支架2与测量台面1固定相连， 相机固定块3通过螺栓与支架2固定相连。光电部件包括对称的固定在相机固定块3上的左侧相机4和右侧相机7 ( S卩，左侧相机4固定在相机固定块3的左侧，右侧相机7固定在相机固定块3的右侧)，光电部件还包括位于左侧相机4正下方的左侧镜头5、位于右侧相机7正下方的右侧镜头8以及相互对称设置的左侧棱镜6和右侧棱镜9。左侧镜头5与左侧相机4相连，右侧镜头8与右侧相机7相连。图像处理模块分别与左侧相机4和右侧相机7通过信号线相连。左侧棱镜6位于左侧镜头5的正下方且与左侧镜头5固定相连，右侧棱镜9位于右侧镜头8的正下方且与右侧镜头8固定相连。左侧棱镜6由两块全反射棱镜(即上全反射棱镜I和下全反射棱镜I)组成(如图2所示)，上全反射棱镜I在左，棱镜斜边45度向上，下全反射棱镜I在右，棱镜斜边45 度向下。同理，右侧棱镜9由两块全反射棱镜(即上全反射棱镜II和下全反射棱镜II)组成，上全反射棱镜II在右，棱镜斜边45度向上，下全反射棱镜II在左，棱镜斜边45度向下。 备注说明光线向下折射称为下全反射棱镜。实际使用时，步骤如下1、进行校准(如图3所示，等同于现有的操作方式)；1. 1、实际使用时，预先配有多个相机固定块3，每个相机固定块3上的左侧相机4 和右侧相机7之间的光轴距离是按照一定的规则逐渐增加的，对不同尺寸的工件100进行测量时，应该先选择合适光轴距离的左侧相机4和右侧相机7，然后将安装有上述合适光轴距离的左侧相机4和右侧相机7的相机固定块3固定在支架2上。[0028]1. 2、将宽度为L的标准量块放置在测量台面1上，即位于左侧相机4和右侧相机 7下方(该标准量块需要在两部相机的视野内，即标准量块的左端在左侧相机4的视野内； 标准量块的右端在右侧相机7的视野内)；1. 3、通过图像处理单元控制左侧相机4和右侧相机7对标准量块进行测量，使用亚像素技术测得标准量块在左侧相机4的宽度为D1，在右侧相机7的宽度为D2 ；1. 4、已知两部相机(即左侧相机4和右侧相机7)的测量宽度范围均为W，计算出两部相机中心位置的距离D ；计算公式为D = L-(Dl+D2)+ff/2+ff/2 = L_(D1+D2)+W。2、进行测量(等同于现有的操作方式)；2. 1、将工件100放置在测量台面1上，且位于左侧相机4和右侧相机7下方(工件100的左侧测量部位在左侧相机4的视野内；工件100的右侧测量部位在右侧相机7的视野内)；2. 2、通过图像处理单元控制两部相机(即左侧相机4和右侧相机7)进行工件图像分块采集，具体为左侧相机4对工件100的左侧测量部位进行图像采集，右侧相机7对工件100的右侧测量部位进行图像采集；2. 3、对采集到的图像进行滤波去噪等预处理；2. 4、使用亚像素边界提取技术对工件的局部外形进行提取和坐标计算；2. 5、根据预先设定的测量要求，结合两部相机的坐标校准信息(通过步骤1得出的两部相机中心位置的距离D)，对相应的外观尺寸数据进行测量和补偿，图像处理单元可计算出工件的相关尺寸或形位信息；2. 6、最终的测量结果显示在图像处理单元中的信息输入与显示装置上。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求1.基于机器视觉的分段比较测量装置，包括测量台架、光电部件和图像处理单元； 所述图像处理单元包括通过信号线相连的信息输入与显示装置以及图像处理模块； 所述测量台架包括测量台面(1)、固定在测量台面(1)上的支架O)以及固定在支架 ⑵上的相机固定块(3)；所述光电部件包括对称的固定在相机固定块C3)上的左侧相机(4)和右侧相机(7)，左侧镜头(5)与左侧相机(4)相连，右侧镜头(8)与右侧相机(7)相连；所述图像处理模块分别与左侧相机(4)和右侧相机(7)通过信号线相连； 其特征是所述光电部件还包括相互对称的左侧棱镜(6)和右侧棱镜(9)，所述左侧棱镜(6)位于左侧镜头(5)的下方且与左侧镜头(5)固定相连，所述右侧棱镜(9)位于右侧镜头(8)的下方且与右侧镜头(8)固定相连。
专利摘要本实用新型公开了一种基于机器视觉的分段比较测量装置，包括测量台架、光电部件和图像处理单元；图像处理单元包括通过信号线相连的信息输入与显示装置以及图像处理模块；测量台架包括测量台面(1)、支架(2)和相机固定块(3)；光电部件包括对称的固定在相机固定块(3)上的左侧相机(4)和右侧相机(7)，左侧镜头(5)与左侧相机(4)相连，右侧镜头(8)与右侧相机(7)相连；左侧棱镜(6)位于左侧镜头(5)的下方且与左侧镜头(5)固定相连，右侧棱镜(9)位于右侧镜头(8)的下方且与右侧镜头(8)固定相连；图像处理模块分别与左侧相机(4)和右侧相机(7)通过信号线相连。该装置能测量宽度小于40mm的工件。
文档编号G01B11/24GK202216661SQ20112028301
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者晏毓, 朱国宏 申请人:杭州乔戈里科技有限公司