[发明专利]一种基于定焦镜头的高度标定方法及系统

说明书

本发明属于高度标定领域，具体公开一种基于定焦镜头的高度标定方法及系统，其利用定焦镜头组件获取不同高度标定量块的高度像素值，利用远心镜头组件获取不同高度标定量块中心至载物台边缘的距离像素值，利用距离系数计算模块基于各高度像素值与距离像素值计算各标定量块的距离系数，利用距离系数均值计算模块根据各标定量块的距离系数确定距离系数均值，利用转换系数计算模块计算标定量块名义高度与高度像素值的转换系数，基于距离系数和转换系数构建实际高度与高度像素值、距离像素值的关系模型，通过该模型实现被测件的高度测量。本发明对于薄软材质制件的高度、厚度测量具有很好的适用性，可以开发应用到生产线上的大批量检测。

技术领域

本发明属于高度标定领域，更具体地，涉及一种基于定焦镜头的高度标定方法及系统。

背景技术

定焦镜头在机器视觉中的应用非常普遍，其定视角的特点可以在长工作距离的情况下得到较大的视场和测量范围，特别适合于长宽尺寸大和精度要求不高的正投影面自动化测量场合。但是对于高度方向上的测量，由于长宽尺寸变化导致定焦镜头的工作距离发生改变，测量物体在定焦视场内的观测大小会发生变化，原有的定工作距离标定图像像素方法将无法满足测量精度要求。因此，需重新研究设计一种适用于高度标定的方法，以提高高度测量的精度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于定焦镜头的高度标定方法及系统，其通过定焦镜头组件配合远心镜头组件获取多组高度像素值与距离像素值，并经过数据处理获得通用的高度标定模型，基于该高度标定模型即可实现待测物高度的测量，测量精度高，对于接触式测量难以有效夹持的钣金薄件、橡胶圈、弹性垫片的高度、厚度测量具有很好的适用性，并且可以开发应用到生产线上的大批量检测。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种基于定焦镜头的高度标定方法，其包括如下步骤：

S1利用定焦镜头组件与远心镜头组件分别获取多个不同高度标定量块在不同标定位置的高度像素值及标定量块中心至载物台边缘的距离像素值，并基于高度像素值与距离像素值获得各标定量块的距离系数；

S2根据各标定量块的距离系数计算距离系数均值k：

其中，m为标定量块总数量，k_p为第p个标定量块的距离系数；

S3计算标定量块名义高度与高度像素值的转换系数K：

其中，H_p为第p个标定量块的名义高度，h_p0为第p个标定量块放置在载物台边缘且位于定焦镜头视场中心时的高度像素值；

S4根据距离系数均值k和转换系数K构建高度测量模型：

H＝K×(h′-k×L′)

其中，H为待测对象的高度，h′为定焦镜头组件测得的待测对象的高度像素值，L′为远心镜头组件测得的待测对象中心相对于载物台边缘的距离像素值。

作为进一步优选的，步骤S2中的第p个标定量块的距离系数k_p采用如下方式获得：

S11将第p个标定量块置于载物台且位于定焦镜头的视场中心，开始沿着载物台水平移动n次，通过定焦镜头组件得到标定量块在不同标定位置的高度像素值，通过远心镜头组件得到标定量块中心至载物台边缘在不同标定位置的距离像素值；