测量系统技术方案

一种测量系统，包括照明模块、图像拾取装置、角度调整模块和控制单元。照明模块被配置成用于照射物件。图像拾取装置被配置成用于拾取所述物件的图像。角度调整模块被配置成用于调整物件与图像拾取装置之间的相对角度。控制单元电连接到图像拾取装置和角度调整模块，且被配置成用于从图像拾取装置接收图像信号。控制单元被配置成用于命令角度调整模块将相对角度调整成至少三个不同的角度。图像拾取装置被配置成用于拾取分别对应于所述至少三个不同的角度的物件的图像。控制单元被配置成用于计算物件与图像拾取装置之间的相对角度于所述至少三个不同的角度的任一者时的实际角度值。

measurement system

A measuring system includes an illumination module, an image pickup device, an angle adjustment module, and a control unit. The illumination module is configured to irradiate the object. The image pickup device is configured to pick up an image of the object. The angle adjustment module is configured to adjust the relative angle between the object and the image pickup device. The control unit is electrically connected to the image pickup device and the angle adjustment module and configured to receive an image signal from the image pickup device. The control unit is configured to adjust the relative angle to at least three different angles for the command angle adjustment module. The image pickup device is configured to pick up an image of an object corresponding to at least three different angles, respectively. The control unit is configured to calculate the actual angle value of the relative angle between the object and the image pickup device at any one of the at least three different angles.

【技术实现步骤摘要】
测量系统
本专利技术涉及一种测量系统。
技术介绍
一般来说，在工件生产的环境中，机器的生产速度远大于工作人员测量工件的速度。工作人员通常会增加测量速度，但此举容易导致测量值不正确。自动测量系统可以预防因工作人员而导致的测量误差。尽管如此，当自动生产工件时，生产误差可能会不利地影响自动测量系统的测量结果。当工作人员测量工件时，工作人员可以手动调整工件以预防生产误差影响未处理区域的测量。因此，如何预防生产误差影响自动测量的结果是研究的重要课题。
技术实现思路
示范性实施例中的一个提供被配置成用于测量物件的测量系统。测量系统包括照明模块、图像拾取装置、角度调整模块和控制单元。照明模块被配置成用于照射物件。图像拾取装置被配置成用于拾取物件的图像。角度调整模块被配置成用于调整物件与图像拾取装置之间的相对角度。控制单元电连接到图像拾取装置和角度调整模块，且被配置成用于从图像拾取装置接收图像信号。控制单元被配置成用于命令角度调整模块将相对角度调整成至少三个不同的角度。图像拾取装置被配置成用于拾取分别对应于所述至少三个不同的角度的物件的图像。控制单元被配置成用于根据分别对应于至少三个不同的角度的物件的图像，而计算出物件与图像拾取装置之间的相对角度于所述至少三个不同的角度的任一者时的实际角度值，且命令角度调整模块根据计算出的实际角度值将相对角度调整成测量角度，以便在测量角度下拾取和测量物件的图像。下文详细描述带有附图的若干示范性实施例以更详细描述本专利技术。附图说明包含附图以提供进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。所述附图说明示范性实施例，且与描述一起用来解释本专利技术的原理。图1是根据示范性实施例的测量系统的示意图；图2是图1中的控制单元的方框图；图3A展示图1中的物件的测量参数；图3B展示在另一实施例中的图1中的物件的测量参数；图4展示在图1中的控制单元中执行的算法；图5是根据另一示范性实施例的测量系统的示意图；图6是根据另一示范性实施例的测量系统的示意图。元件符号说明50：物件51：不规则结构52：测量表面54：处理表面100、100a、100b：测量系统112：光110：照明模块120：图像拾取装置130、130a、130b：角度调整模块132：致动器140：控制单元142：图像信号采集装置144：计算装置146：命令信号输出装置150：承载器S110-S140：步骤A、A1、A2：轴H：物件的处理表面的高度L：测量表面的长度R0：阴影的长度SC：命令信号SI：图像信号θ：相对角度具体实施方式图1是根据示范性实施例的测量系统的示意图，图2是图1中的控制单元的框图，图3A展示图1中的物件的测量参数，且图4展示在图1中的控制单元中执行的算法。参考图1到图4，在此实施例中的测量系统100被配置成用于测量物件50。物件50可以是处理或未处理的工件。在此实施例中的测量系统100包括照明模块110、图像拾取装置120、角度调整模块130和控制单元140。照明模块110被配置成用于照射物件50。在此实施例中，照明模块110被配置成用于提供将光112发射到物件50的平面光源，其中光112可以是平行光或漫射光。图像拾取装置120被配置成用于拾取物件50的图像。在此实施例中，图像拾取装置120可以是包括电荷耦合装置(chargecoupleddevice，CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的相机，所述电荷耦合装置或互补金属氧化物半导体图像传感器具有任何适合分辨率(例如，5K、4K或全HD(FullHD))。角度调整模块130被配置成用于调整物件50与图像拾取装置120之间的相对角度θ。在此实施例中，角度调整模块130包括支持往返运动的至少一个致动器132(在图1中示范性地展示多个致动器132)。角度调整模块130可以包括运动控制器(未图示)和至少一个致动器132。运动控制器可控制致动器132的运动。致动器132可以包括电动机、油压机和齿轮中的至少一者。控制单元140电连接到图像拾取装置120和角度调整模块130，且被配置成用于从图像拾取装置120接收图像信号SI。控制单元140被配置成用于命令角度调整模块130将相对角度θ调整成至少三个不同的角度。图像拾取装置120被配置成用于拾取分别对应于所述至少三个不同的角度的物件50的图像。控制单元140被配置成用于根据分别对应于所述至少三个不同的角度的物件50的图像，而计算物件50与图像拾取装置120之间的相对角度θ于所述至少三个不同的角度的任一者时的实际角度值，且命令角度调整模块130根据计算出的实际角度值将相对角度θ调整成测量角度，以便拾取和测量在测量角度下的物件50的图像。在此实施例中，控制单元140可以是计算机或现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，FPGA)。具体来说，参考图3A，在此实施例中，相对角度θ可以定义为测量表面52的法线与图像拾取装置120的光轴A之间的夹角。在图3A中，L是测量表面52的长度，H是物件50的处理表面54的高度。在此实施例中，在照明模块110与图像拾取装置120之间安置物件50。因此，图像拾取装置120可拾取物件50的阴影。在图3A中，R0是阴影的长度。可以通过控制单元140测量R0，但是R0不是测量表面52的长度，因为相对角度θ不是零。如果R0被认为是测量表面52的长度，那么测量表面52的测量长度会有误差。此外，L、H、θ和R0满足以下几何关系：L·cosθ+H·sinθ＝R0等式(1)接着，控制单元140可命令角度调整模块130将物件50旋转θ1，使得相对角度变为θ+θ1，且R1是通过控制单元140测量的，当相对角度是θ+θ1时通过图像拾取装置120拾取的物件50的阴影的长度。因此，可以获得以下几何关系：L·cos(θ+θ1)+H·sin(θ+θ1)＝R1等式(2)在那之后，控制单元140可命令角度调整模块130将物件50旋转θ2，使得相对角度变为θ+θ2，且R2是通过控制单元140测量的，当相对角度是θ+θ2时通过图像拾取装置120拾取的物件50的阴影的长度。因此，可以获得以下几何关系：L·cos(θ+θ2)+H·sin(θ+θ2)＝R2等式(3)在等式(1)、(2)和(3)中，L、H和θ是未知的，且θ1、θ2、R0、R1和R2是已知的。因为三个等式可以解三个未知数，所以可以通过控制单元140计算θ，即所述至少三个不同的角度θ、θ+θ1及θ+θ2的任一者(例如θ)的实际角度值。在获得θ的值(即所述实际角度值)之后，控制单元140可命令角度调整模块130将相对角度θ调整成测量角度，例如，0度。在此实施例中，在所述测量角度下(也就是0度)，图像拾取装置120的光轴A实质上垂直于物件50的测量表面52。接着，图像拾取装置120可以在所述测量角度下拾取物件50的图像，且控制单元140可以测量物件50的图像长度。此时，因为图像拾取装置120的光轴A实质上垂直于物件50的测量表面52，所以物件50的图像的测量长度是L。也就是说，测量系统100可以准确测量物件50的测量表面52的长度而不受生产误差或物件50的不规则结构51影响。因此，测量系统100可以实现精确且稳定的自动测量，这有助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量系统，其特征在于，被配置成用于测量物件，所述测量系统包括：照明模块，其被配置成用于照射所述物件；图像拾取装置，其被配置成用于拾取所述物件的图像；角度调整模块，其被配置成用于调整所述物件与所述图像拾取装置之间的相对角度；以及控制单元，其电连接到所述图像拾取装置和所述角度调整模块，且被配置成用于从所述图像拾取装置接收图像信号，所述控制单元被配置成用于命令所述角度调整模块将所述相对角度调整成至少三个不同的角度，所述图像拾取装置被配置成用于拾取分别对应于所述至少三个不同的角度的所述物件的图像，所述控制单元被配置成用于根据分别对应于所述至少三个不同的角度的所述物件的图像，而计算出所述物件与所述图像拾取装置之间的所述相对角度于所述至少三个不同的角度的任一者时的实际角度值，且命令所述角度调整模块根据计算出的所述实际角度值将所述相对角度调整成测量角度，以便拾取和测量在所述测量角度下的所述物件的图像。

【技术特征摘要】
2015.12.22 TW 104143114;2015.10.30 US 14/927,4881.一种测量系统，其特征在于，被配置成用于测量物件，所述测量系统包括：照明模块，其被配置成用于照射所述物件；图像拾取装置，其被配置成用于拾取所述物件的图像；角度调整模块，其被配置成用于调整所述物件与所述图像拾取装置之间的相对角度；以及控制单元，其电连接到所述图像拾取装置和所述角度调整模块，且被配置成用于从所述图像拾取装置接收图像信号，所述控制单元被配置成用于命令所述角度调整模块将所述相对角度调整成至少三个不同的角度，所述图像拾取装置被配置成用于拾取分别对应于所述至少三个不同的角度的所述物件的图像，所述控制单元被配置成用于根据分别对应于所述至少三个不同的角度的所述物件的图像，而计算出所述物件与所述图像拾取装置之间的所述相对角度于所述至少三个不同的角度的任一者时的实际角度值，且命令所述角度调整模块根据计算出的所述实际角度值将所述相对角度调整成测量角度，以便拾取和测量在所述测量角度下的所述物件的图像。2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，在所述测量角度下，所述图像拾取装置的光轴垂直于所述物件的测量表面。3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，在所述测量角度下，所述图像拾取装置的光轴平行于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾坤隆，林明慧，杨实文，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71