[发明专利]缝隙测量系统及测量方法

说明书

本发明提供了一种缝隙测量系统及测量方法，包括机械臂、上位机、控制柜及视觉系统，上位机通过连接所述控制柜以控制所述机械臂；视觉系统包括双目相机及结构光投射器，双目相机及结构光投射器均固定于所述机械臂的末端；机械臂运动至缝隙的上方，结构光投射器投射在缝隙上，形成缝隙的图像；所述双目相机用于采集所述缝隙的图像，并把所述缝隙的图像发送至所述上位机，所述上位机进行图像处理，所述上位机根据图像处理的结果获取缝隙的三维空间坐标，并生成缝隙的空间三维重建模型；所述上位机旋转缝隙的空间三维重建模型与世界坐标系的Z轴平行，并把旋转之后的缝隙的空间三维重建模型分别向不同坐标平面投影的方法来求取缝隙的宽度和面差数值。

技术领域

本发明涉及机器视觉测量技术领域，特别涉及一种缝隙测量系统及测 量方法。

背景技术

缝隙测量在工业生产上是一项非常重要的检测项目，近些年来，随着 社会不断的发展和工业生产水平不断的提高，在智能制造领域，常常需要 在线获取工业制造对象的几何特征信息。在这些几何特征中，工件之间缝 隙是一个比较重要的特征信息。

现有的缝隙检测方法，分为接触式和非接触式两类，其中接触式检测 精度低，并且测量结果不能进行实时的处理。非接触式方法有三坐标测量 机进行测量、经纬仪测量系统测量法、三维激光测量仪测量法以及基于电 容和超声波的方法。但是这些方法只能对检测对象进行抽样检测，并且抽 检的数量极为有限，成本较高，不能满足实际生产需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缝隙测量系统及测量方法，以解决现有的 缝隙测量成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种缝隙测量系统，所述缝隙测量 系统包括机械臂、上位机、控制柜及视觉系统，其中：

所述上位机通过连接所述控制柜以控制所述机械臂；

所述视觉系统包括双目相机及结构光投射器，所述双目相机及结构光 投射器均固定于所述机械臂的末端；

所述机械臂运动至缝隙的上方，所述结构光投射器投射在缝隙上，形 成缝隙的图像；

所述双目相机用于采集所述缝隙的图像，并把所述缝隙的图像发送至 所述上位机，所述上位机进行图像处理，所述上位机根据图像处理的结果 获取缝隙的三维空间坐标，并生成缝隙的空间三维重建模型；

所述上位机旋转缝隙的空间三维重建模型与世界坐标系的Z轴平行， 并把旋转之后的缝隙的空间三维重建模型分别向不同坐标平面投影的方法 来求取缝隙的宽度和面差数值。

可选的，在所述的缝隙测量系统中，所述缝隙测量系统还包括电机控 制系统，所述电机控制系统用于调整双目相机与结构光投射器的基线距离。

可选的，在所述的缝隙测量系统中，所述电机控制系统包括直流无刷 电机及直流无刷电机控制器，直流无刷电机控制器采用速度环和电流环的 双闭环控制；

在启动直流无刷电机时，电流环开启，电流增大使电机迅速达到指定 速度，同时启动电流最大限制值；

在直流无刷电机转速稳定之后，电流环作为内环进行限流保护，速度 环作为外环以维持速度恒定；

直流无刷电机控制器包括硬件模块与软件模块，所述硬件模块由开发 板、驱动板、编码器、AD采集电路和仿真器组成；开发板输出PWM波输 出波形，经过驱动板将信号放大，最后输入电机中，控制电机的启停以及 电机的速度、电流；编码器和AD采集电路将速度信号和电流信号反馈给 软件模块，通过反馈修正PWM波输出波形的占空比，完成电机的闭环控 制；

软件模块对开发板的芯片寄存器进行设置，控制开发板芯片定时、中 断功能，并使其输出PWM波形；并根据编码器检测电机速度以及AD采 样电路的反馈信号，调整PWM波占空比，进而调节速度的大小和电流大 小。