[发明专利]一种基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置和方法，装置包括：两个激光发射器和光幕，所述两个激光发射器形成的直线与所述光幕平行，被测圆柱位于所述两个激光发射器与所述光幕之间，所述激光发射器朝被测物发射线形激光束，受被测物遮挡在所述光幕上形成阴影区域；图像传感器，所述图像传感器用于捕捉所述光幕上的所述阴影区域；另外，还具备上位机，所述上位机根据所述传感器所捕捉的图像，计算被测的圆柱截面的尺寸。采用本发明的基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置和方法，能够进行精确的尺寸测量。

技术领域

本发明涉及光学仪器测量领域，尤其涉及一种基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置和方法。

背景技术

目前，基于CCD成像的机器视觉检测和测量技术以图像为检测媒介，具有非接触、检测速度快、精度高和检测标准一致性好等优点，广泛地应用于社会化大生产过程中。在速度快、环境差，特别是人工难以克服的工况下，尤其具有应用必要性和优势。

目前国内的径锻机很多，径锻机的尺寸控制通常停留在通过机器设定和手工测量控制尺寸的应用现状水平。人工测量环节存在误差大，且人工在高热条件下测量存在安全隐患；同时由于测量精度较低，生产工艺控制存在较大的尺寸冗余，造成原料和后续加工产能浪费的问题。这样的背景下，设计具有高精度的在线测量系统具有很大现实意义和经济价值。

发明内容

为解决上述问题，针对上述测量需求，即被测对象存在被测空间位置及尺寸变化的情况，本发明提供一种基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置和方法。

为实现上述目的，本发明的基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置，包括：两个激光发射器和光幕，所述两个激光发射器形成的直线与所述光幕平行，被测圆柱位于所述两个激光发射器与所述光幕之间，所述激光发射器朝被测物发射线性激光束，并在所述光幕上形成阴影区域；图像传感器，所述图像传感器用于捕捉所述光幕上的所述阴影区域；另外，还具备上位机，所述上位机根据所述传感器所捕捉的图像，计算被测的圆柱截面的尺寸。

本发明还提供一种基于成像系统的圆柱截面尺寸测量方法，基于上述基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置，具备以下步骤：

步骤一，记录初始参数，所述初始参数包括所述两个激光发射器的间距，所述激光发射器与所述光幕之间的距离，以及所述两个激光器在所述光幕上的投影位置、所述两个激光器与被测圆柱截面圆心的连线的延长线在与所述光幕的交点位置；

步骤二，两个所述激光发射器分别发光，所述图像传感器分别捕捉两次所述光幕上的成像，并传输给所述上位机；

步骤三，所述上位根据两次成像的图像，计算被测圆柱的截面尺寸。

具体的，所述步骤三具体包括以下步骤：

步骤3.1,根据两幅成像图像，分别获取两个激光发生器在所述光幕上投影的边界位置；

步骤3.2，根据步骤3.1中的边界位置，分别计算光源与对应两个边界夹角的角度；

步骤3.3，根据步骤3.2中的角度，分别计算光源过圆心直线方程，并根据两条直线方程计算交点位置；

步骤3.4，根据步骤3.2中的角度、以及步骤3.3中的交点位置，计算被测圆柱体截面的半径。

本发明的本发明的基于成像系统的圆柱截面尺寸测量装置和方法，该计算方法通过两组点光源的空间映射关系，最直接的定位了圆柱的位置，并且通过光源投影表征出来，已知位置点和圆柱边界表征位置点的相互位置关系为计算圆柱直径提供了充要的计算数据。通过两个光源从原理上矫正了由于胚料位置偏差引起直接测量的偏差，两个点电源的集成设计简化背光成像方案。本发明的应用和实施，通过机器视觉检测方案实现了圆柱在线测量手段，为圆柱的尺寸控制提供了有效依据，也同时减小了人工测量存在的人为误差和安全隐患。

附图说明