用于在线视觉检查的参考系统技术方案

本发明专利技术描述了一种用于参考在线视觉检查系统内的复合结构的方法。参考独立进行，不受用来制造所述复合结构的自动化工具的定位准确度影响。设在铺设表面的轮廓上的参考目标用于使图像参考系统与模具参考系统相关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在线视觉检查的参考系统对相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.119(e)要求2014年12月22日提交的名称为“用于在线视觉检查的参考系统”的美国申请号62/095,661的优先权，该申请的整个内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及机器视觉检查领域，并且更具体地，涉及参考在线视觉检查系统内的复合结构。专利技术背景复合结构(或部件)通常是由具有显着不同的物理性质或化学性质的两种或更多种构成材料制成。当组合时，它们产生具有与单独材料不同特性的结构，目标在于利用这两者的优点。当使用制造过程(诸如自动化纤维铺放(AFP)或自动化带分层(ATL))制造复合结构时，检查所制造的结构的尺寸要求是制造过程的重要部分。用于进行尺寸检查的已知方法涉及经由使用激光跟踪器系统内的手持探针以手动检查来收集数据，并且将测量到的数据与来自计算机辅助设计(CAD)文件的理论数据进行比较。在具有许多层片的复合结构的情况下，对结构的每个层片的纤维的手动检查极其耗时。手动检查的另一缺点是它取决于操作人员的手和眼的熟练度，这就使得由于认证和验证程序所要求的可重复性标准，更难在这之后进行验证和认证。在铺设片层时，在线检查系统能够获取图像并且进行某种测量和/或分析。检查在制造过程中进行，并且无需在已经进行层片铺设后进行。为了使之切实可行，需要准确知道层片上的点的空间位置。具有附接到制造机器人头部的相机的在线检查系统倾向于依赖于机器人定位准确度，机器人定位准确度对于进行测量来说和对于准确确定空间位置来说已知是较差的。因此，需要解决针对自动化制造过程参考空间中的层片的问题。专利技术概要在此描述一种用于参考在线视觉检查系统内的复合结构的方法。参考独立进行，不受用来制造所述复合结构的自动化工具的定位准确度影响。设在铺设表面的轮廓上的参考目标用于使图像参考系统与模具参考系统相关联。根据第一广泛方面，提供一种用于参考视觉检查系统内的复合结构的方法。所述复合结构是通过自动化工具在模具上制造的。所述方法包括：在铺设表面的轮廓上设有至少一个参考目标；确定所述至少一个参考目标在模具参考系统中的绝对位置，所述模具参考系统界定所述模具的绝对坐标系统；获取所述至少一个参考目标的图像；根据所述图像确定所述至少一个参考目标在图像参考系统中的位置，所述图像参考系统界定所述图像中的像素的测量坐标系统；以及使用所述至少一个参考目标在所述模具参考系统和所述图像参考系统中的所述位置使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联。在一些实施方案中，所述方法还包括：在图像获取装置的视觉领域内设有测量校准目标，所述测量校准目标具有已知尺寸；以及获取所述测量校准目标的图像并使用所述已知尺寸来确定所述图像中的一个像素的大小。所述测量校准目标可以具有多个厚度，用于表示所述复合结构的多个层。在一些实施方案中，设有至少一个参考目标包括在所述模具的外轮廓上设有至少一个外部参考目标。所述至少一个外部参考目标可以包括具有识别数据的光学机器可读表示的标签。所述至少一个参考目标可以具有圆形的反射区。在一些实施方案中，设有至少一个参考目标包括所述复合结构的每一铺设带都设有至少一个参考目标。ATL可能不是这样，因为视觉领域可小于带。在一些实施方案中，设有至少一个参考目标包括在所述复合结构的第一层上设有至少一个内部参考目标以用作所述复合结构的第二层的参考，所述第二层在所述第一层的顶部。在一些实施方案中，可以在所述第一层上印刷所述至少一个内部参考目标。在一些实施方案中，印刷所述至少一个内部参考目标包括在所述第一层上印刷油墨标记。在一些实施方案中，印刷所述至少一个内部参考目标包括在所述第一层的层压期间进行印刷。在一些实施方案中，确定所述至少一个参考目标在所述模具参考系统中的位置包括激光扫描所述至少一个参考目标。在一些实施方案中，获取所述至少一个参考目标的图像包括获取所述图像以及要检查的特征。在一些实施方案中，所述方法还包括：确定所述要检查的特征的位置。根据第二广泛方面，提供一种用于参考视觉检查系统内的复合结构的方法。所述复合结构是通过自动化工具在模具上制造的。所述方法包括：接收至少一个参考目标在模具参考系统中的位置，所述模具参考系统界定所述模具的绝对坐标系统；接收所述至少一个参考目标的图像；根据所述图像确定所述至少一个参考目标在图像参考系统中的位置，所述图像参考系统界定所述图像中的像素的测量坐标系统；以及使用所述至少一个参考目标在所述模具参考系统和所述图像参考系统中的所述位置使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联。在一些实施方案中，使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联包括通过在所述模具的理论计算机辅助设计(CAD)表面上的角投影将所述测量坐标系统转移到所述绝对坐标系统。使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联还可包括：计算平面视觉领域中的工具定位误差；将校正施加于所述平面视觉领域中的测量；以及通过角投影将校正过的测量转移到3D表面。在一些实施方案中，使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关包括：计算平面视觉领域中的工具定位误差；通过角投影将未校正的测量转移到3D表面；确定绝对工具定位误差；以及使用所述绝对工具定位误差将校正施加于所述3D表面上的所述测量。在一些实施方案中，所述方法还包括：根据视距和视角的变化校正像素值测量。在一些实施方案中，所述方法还包括：实时校准距所述复合结构的表面的视距。在一些实施方案中，实时校准包括将一对校准目标立体地投影到所述复合结构上，并且当由所述所投影的校准目标形成的图像不同于标称图像时施加校正测量。在一些实施方案中，接收所述至少一个参考目标的图像包括接收所述至少一个参考目标的图像以及要检查的特征。在一些实施方案中，所述方法还包括：通过使用所述图像参考系统确定所述要检查的特征在所述模具的所述绝对坐标系统内的位置。根据另一广泛方面，提供一种用于参考视觉检查系统内的复合结构的系统。所述复合结构是通过自动化工具在模具上制造的。所述系统包括：存储器；处理器，所述处理器被耦合到所述存储器；以及应用程序，所述应用程序存储在所述存储器中并且可由所述处理器执行。所述应用程序被配置为用于：接收至少一个参考目标在模具参考系统中的位置，所述模具参考系统界定所述模具的绝对坐标系统；接收所述至少一个参考目标的图像；根据所述图像确定所述至少一个参考目标在图像参考系统中的位置，所述图像参考系统界定所述图像中的像素的测量坐标系统；以及使用所述至少一个参考目标在所述模具参考系统和所述图像参考系统中的所述位置使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联。在一些实施方案中，使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联包括通过在所述模具的理论计算机辅助设计(CAD)表面上的角投影将所述图像的所述坐标系统转移到所述模具的所述坐标系统。在一些实施方案中，使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联包括：计算平面视觉领域中的工具定位误差；将校正施加于所述平面视觉领域中的测量；以及通过角投影将校正过的测量转移到3D表面。在一些实施方案中，使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关包括：计算平面视觉领域中的工具定位误差；通过角投影将未校正的测量转移到3D表面；确定绝对工具定位误差；以及使用所述绝对工具定位误差将校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于参考视觉检查系统内的复合结构的方法，所述复合结构是通过自动化工具在模具上制造的，所述方法包括：在铺设表面的轮廓上设有至少一个参考目标；确定所述至少一个参考目标在模具参考系统中的绝对位置，所述模具参考系统界定所述模具的绝对坐标系统；获取所述至少一个参考目标的图像；根据所述图像确定所述至少一个参考目标在图像参考系统中的位置，所述图像参考系统界定所述图像中的像素的测量坐标系统；以及使用所述至少一个参考目标在所述模具参考系统和所述图像参考系统中的所述位置使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 US 62/095,6611.一种用于参考视觉检查系统内的复合结构的方法，所述复合结构是通过自动化工具在模具上制造的，所述方法包括：在铺设表面的轮廓上设有至少一个参考目标；确定所述至少一个参考目标在模具参考系统中的绝对位置，所述模具参考系统界定所述模具的绝对坐标系统；获取所述至少一个参考目标的图像；根据所述图像确定所述至少一个参考目标在图像参考系统中的位置，所述图像参考系统界定所述图像中的像素的测量坐标系统；以及使用所述至少一个参考目标在所述模具参考系统和所述图像参考系统中的所述位置使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联。2.如权利要求1所述的方法，其还包括：在图像获取装置的视觉领域内设有测量校准目标，所述测量校准目标具有已知尺寸；以及获取所述测量校准目标的图像并使用所述已知尺寸来确定所述图像中的一个像素的大小。3.如权利要求2所述的方法，其中所述测量校准目标具有多个厚度，用于表示所述复合结构的多个层。4.如权利要求1至3所述的方法，其中设有至少一个参考目标包括在所述模具的外轮廓上设有至少一个外部参考目标。5.如权利要求4所述的方法，其中所述至少一个外部参考目标包括具有识别数据的光学机器可读表示的标签。6.如权利要求4至5中任一项所述的方法，其中设有至少一个外部参考目标包括使所述至少一个参考目标具备有圆形的反射区。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中设有至少一个参考目标包括在所述复合结构的第一层上设有至少一个内部参考目标以用作所述复合结构的第二层的参考，所述第二层在所述第一层的顶部。8.如权利要求7所述的方法，其中设有至少一个内部参考目标包括在所述第一层上印刷所述至少一个内部参考目标。9.如权利要求8所述的方法，其中印刷所述至少一个内部参考目标包括在所述第一层上印刷油墨标记。10.如权利要求8或9所述的方法，其中印刷所述至少一个内部参考目标包括在所述第一层的层压期间进行印刷。11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中确定所述至少一个参考目标在所述模具参考系统中的位置包括激光扫描所述至少一个参考目标。12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中设有至少一个参考目标包括所述复合结构的每一铺设带都设有至少一个参考目标。13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中获取所述至少一个参考目标的图像包括获取所述图像以及要检查的特征。14.如权利要求13所述的方法，其还包括通过使用所述图像参考系统确定所述要检查的特征在所述模具的所述绝对坐标系统内的位置。15.一种用于参考视觉检查系统内的复合结构的方法，所述复合结构是通过自动化工具在模具上制造的，所述方法包括：接收至少一个参考目标在模具参考系统中的位置，所述模具参考系统界定所述模具的绝对坐标系统；接收所述至少一个参考目标的图像；根据所述图像确定所述至少一个参考目标在图像参考系统中的位置，所述图像参考系统界定所述图像中的像素的测量坐标系统；以及使用所述至少一个参考目标在所述模具参考系统和所述图像参考系统中的所述位置使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联。16.如权利要求15所述的方法，其中使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联包括通过在所述模具的理论计算机辅助设计(CAD)表面上的角投影将所述测量坐标系统转移到所述绝对坐标系统。17.如权利要求15所述的方法，其中使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关联包括：计算平面视觉领域中的工具定位误差；将校正施加于所述平面视觉领域中的测量；以及通过角投影将校正过的测量转移到3D表面。18.如权利要求15所述的方法，其中使所述模具参考系统与所述图像参考系统相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥克塔维安·约安希姆，
申请(专利权)人：庞巴迪公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA