[发明专利]一种非接触式影像测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测工件公差的测量系统，尤其涉及一种非接触式影像测量系统。

背景技术

影像测量技术是以现代光学为基础，结合计算机图像图形学、机器视觉、信息处理、光电子学和模式识别等科学的现代测量技术。它具有非接触、适应性强、快速高效、准确等特点，在精密测量领域中得到了越来越广泛的应用。

在批量化的工件检测中，传统的影像检测方法需要手动采点测量，检测效率低。近年来，国内外对影像测量技术进行了大量的研究。现有的自动测量技术大都是基于图元特征的自动识别，这种方法一方面需要人为的对准待测的图元和计算公差，只能实现半自动化的测量；另一方面用其测量形状较为复杂工件时则常常产生对图元形状误判和无法识别的情况，只能用来检测形状较为简单的工件。这种测量技术的边缘提取主要是通过数学形态学的方法来实现的，大都只能精确到像素级，测量精度提高较为困难。而且如果求不在同一平面内两图元之间的距离时也没有很好的解决方法。

现有的测量系统中激光测量装置只是单纯的测量高度，没有充分利用它的高精度性。并且现有的测量模板在设置对焦高度时往往是一定值，并没有考虑到实际工件的复杂多样性。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种适用性强、效率高、精度高的非接触式测量系统，采用该系统有效地解决了复杂工件的测量难题。

本发明提供的一种非接触式影像测量系统，包括三维工作台、影像测量装置、激光测距装置、光栅数据采集装置和运动控制装置；

所述三维工作台包括工作台面、工作台面上设置的Y轴导轨、平行设置在工作台面上方并可沿Y轴导轨垂直滑动的X轴导轨和可沿X轴导轨滑动的Z轴导轨，所述Z轴导轨垂直于工作平面；

所述影像测量装置包括图像采集卡和设置在Z轴导轨底端并可沿Z轴导轨的滑块上下移动的摄像机，摄像机的镜头与工作台面垂直对应，摄像机的信号输出端与图像采集卡连接；

所述激光测距装置包括激光位移传感器和与PC机连接的控制表，所述激光位移传感器固定设置在Z轴导轨上，激光位移传感器发出的光束垂直向下，所述激光位移传感器与控制表连接；

所述光栅数据采集装置包括设置在X轴导轨上的X向光栅尺、设置在Y轴导轨上的Y向光栅尺、设置在Z轴导轨上的Z向光栅尺和读取X向光栅尺、Y向光栅尺和Z向光栅尺上数据的光栅数据采集卡；

所述运动控制装置包括驱动控制器和驱动X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨滑动的伺服电机，所述伺服电机由驱动控制器控制。

进一步，还包括光源控制装置，所述光源控制装置包括发光光源和光源控制器，所述工作台面为透明体，发光光源设置在工作台面的下方，发光光源发出的光与工作台面垂直，所述发光光源由光源控制器控制。

本发明的有益效果，本发明利用激光位移传感器的可测距性，不仅实现三维的测量，而且在所测图元的附近测量高度，从而得出摄像机到工件的高度，计算这些高度值的平均值，根据这些平均值来确定摄像机对焦时需要移动的距离，保证了图像采集时图像清晰的一致性以及对焦的可靠性，并且它只需要对形状复杂的工件创建一次测量模板，以后每次测量该工件时调出该测量模板，并构建工件的基准，即可对工件进行自动的图元构造和公差评定。该非接触式测量系统具有适应性强、效率高、精度高等特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为对待测图元选取测量点和定位点的示意图；

图3为数据表结构示意图；

图4为自动公差评定过程示意图。

附图中，1-工作台面  2-Y轴导轨  3-X轴导轨  4-Z轴导轨5-摄像机  6-激光位移传感器  7-镜头  8-X向光栅尺  9-Y向光栅尺10-Z向光栅尺  11-发光光源

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。