一种肋位线测量仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种肋位线测量仪，包括：测量单元，用于测量和采集被测船板肋位线的图像；平板电脑，用于控制测量单元抓取图像并获得被测船板肋位线的测量点云进行计算分析；以及机械支架；测量单元可旋转地设置在机械支架的一端；平板电脑可旋转地设置在机械支架的另一端；测量单元包括：线激光器、工业相机，调整机械支架使得线激光器发射的线激光和被测船板肋位线重合。本实用新型专利技术的肋位线测量仪实现了船板肋位线的高精度、高效率、自动化检测，提高了船舶曲板的加工效率。

A rib position line measuring instrument

The utility model provides a rib alignment measuring instrument, which comprises a measuring unit for measuring and collecting the images of the rib alignment of the ship plate under test; a tablet computer for controlling the measuring unit to capture the images and obtain the measuring point clouds of the rib alignment of the ship plate under test for calculation and analysis; and a mechanical support; and a measuring unit can be rotatably arranged. At one end of the mechanical bracket; the tablet computer is rotatable at the other end of the mechanical bracket; the measuring unit includes a line laser, an industrial camera, and adjusting the mechanical bracket so that the line laser emitted by the line laser coincides with the rib line of the measured ship plate. The rib alignment measuring instrument of the utility model realizes high precision, high efficiency and automatic detection of the rib alignment of the ship plate, and improves the processing efficiency of the ship curved plate.

【技术实现步骤摘要】
一种肋位线测量仪
本技术涉及检测装置
，特别涉及一种肋位线测量仪及其使用方法。
技术介绍
目前，船厂对船板成型质量的检测，主要依靠有经验的工人采用样板对船板肋位线进行检测，从而判断船板的成型质量。但是这种方法存在很多缺点：（1）影响样板样箱的形状和尺寸的因素较多，而样板样箱的精度决定了船板的加工精度，因此，这种检测方法的检测误差较大；（2）整个过程对工人的技术水平和工作经验要求较高；（3）需要制作大量的样板样箱，浪费木材、增加成本；（4）检测效率低下，导致造船周期较长。针对船舶曲板的成型检测中存在以上问题，开发一套基于机器视觉的便携式船板肋位线测量仪，实现船板肋位线的高精度、高效率、自动化检测，提高船舶曲板的加工效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的一个方面提供了一种肋位线测量仪，包括：测量单元，用于测量和采集被测船板肋位线的图像；平板电脑，用于控制测量单元抓取图像并获得被测船板肋位线的测量点云进行计算分析；以及机械支架；测量单元可旋转地设置在机械支架的一端；平板电脑可旋转地设置在机械支架的另一端；测量单元包括：线激光器、工业相机，调整机械支架使得线激光器发射的线激光和被测船板肋位线重合。进一步，还包括底座，包括底座杆和底座脚；机械支架通过水平旋转副与底座杆相连接，使得机械支架可以绕底座杆的中心轴线在水平面内旋转；机械支架通过水平旋转轴与底座杆连接，使得机械支架可以绕水平轴旋转，实现仰俯动作。优选地，测量单元还包括连杆，线激光器和工业相机分别固定设置在连杆的两端。进一步，相机的光轴和连杆之间成一设定角度，线激光器的轴线和连杆的轴线相互垂直，并且线激光器的光平面的法向量和连杆的轴线平行，相机内参数和结构参数在使用之前需要标定。优选地，测量单元与机械支架的连接是通过中间零件与机械支架形成旋转副连接的，转动副有一定的摩擦阻尼，使得测量单元保持固定的位姿不变。优选地，中间零件为第一T型块，第一T型块的上半部分通过螺丝与连杆固定；第一T型块的下半部分上具有第一通孔，机械支架的一端设置成凹字型且设有一对第二通孔，将第一T型块的下半部分放入凹字型，第一通孔与第二通孔对应，插入销钉固定。优选地，机械支架通过两个零件与底座杆相连接，实现水平旋转和仰俯动作。优选地，两个零件为第二T型块和中间杆，第二T型块与中间杆通过销钉连接；中间杆与底座杆通过水平旋转副相连接。进一步，水平旋转副和底座杆之间具有一定的摩擦阻尼，使得平板电脑保持固定的位姿不变。更进一步，平板电脑为相机和线激光器提供电源，平板电脑和测量单元之间的采用USB数据传输方式，当系统不工作时，可以为平板电脑充电，保证能源供给。本技术一种肋位线测量仪的技术方案是：所述的便携式船板肋位线测量装置包括机械支架、平板电脑和测量单元，调整机械支架使测量单元发射的线激光和被测船板肋位线重合，操作平板电脑中的配套软件获取肋位线的测量点云数据，再和被测肋位线的理论数据进行数模配准，最后进行偏差计算，得到被测肋位线的偏差分布情况，进而评价船板的成型质量。平板电脑上安装有测量计算软件，控制相机进行图像采集和点云数据提取，测量计算软件还具有点云配准和偏差计算的功能；测量软件的点云配准功能采用基于特征点的ICP配准算法，包括粗配准和ICP配准两部分，其中首先执行粗配准，选择测量点云和理论点云的质心为特征点进行粗配准，之后，使用ICP配准算法进行全局配准；配准完成后的点云采用基于Kd-tree的最近点搜索算法进行偏差计算。本技术的有益效果在于：（1）本技术为一种改进型便携式船板肋位线检测仪，基于机器视觉和图像处理等先进技术，实现了船板肋位线的数字化、自动化检测；（2）本技术的体积小、质量轻，便携易用，方便于工作人员的检测作业；（3）本技术的测量单元单目视觉测量技术，具有测量场景大、标定步骤少、结构简单等优点；（4）本技术中的点云配准算法采用基于特征点的ICP配准算法，在保证高配准效率的基础上，提高了测量点云和理论点云的配准精度，进而提高船板肋位线的测量精度；（5）本技术采用了机械支架结构，防止测量过程中测量单元出现抖动的现象，同时机械支架的关节灵活，方便调节，各关节带有摩擦阻尼，实现各关节在特定转角的定位和固定；（6）本技术的使用可以替代传统船板检测中的大量的木质样箱、样板，节约样板、样箱的制作时间和所需的木材，降低成本、节能环保；（7）本技术的使用，可以减少船板成型检测对工人的工作经验和技术水平的依赖关系，提高船板制造的成型效率；（8）本技术提供的一种改进型便携式船板肋位线测量仪可以量化船板成形过程中肋位线的偏差，积累船板成型过程中的工艺参数、船板类位线测量数据和偏差计算值等数据，为船板成形专家库的实现奠定基础。附图说明图1为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪的机械支架局部放大结构示意图；图2为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪工作状态示意图；图3为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪的结构示意图；图4为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪的测量单元的结构示意图；图5为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪的测量单元局部放大结构示意图；图6（a）~（d)为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪的调整过程示意图；图6（e）~（h)为本技术的一个较佳实施例的肋位线测量仪的点云数据配准过程示意图。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本技术的一个较佳实施例，举例证明本技术可以实施，可以向本领域中的技术人员完整介绍本技术，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例，本文的附图和说明本质上是举例说明而不是限制本技术。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。如图2、图3所示，本技术的一个较佳实施例提供了一种肋位线测量仪，本技术的一个方面提供了一种肋位线测量仪，包括：测量单元3，用于测量和采集被测船板4肋位线的图像；平板电脑1，用于控制测量单元3抓取图像并获得被测船板4肋位线的测量点云进行计算分析；以及机械支架2；测量单元3可旋转地设置在机械支架2的一端；平板电脑1可旋转地设置在机械支架2的另一端。还包括底座，包括底座杆5和底座脚6；机械支架2通过水平旋转副与底座杆5相连接，使得机械支架2可以绕底座杆5的中心轴线在水平面内旋转；机械支架2通过水平旋转轴与底座杆5连接，使得机械支架2可以绕水平轴旋转，实现仰俯动作。如图4所示，测量单元3包括：线激光器31、工业相机32，镜头34，调整机械支架2使得线激光器31发射的线激光和被测船板4肋位线重合。测量单元3还包括连杆33，线激光器31和工业相机32分别固定设置在连杆33的两端。相机32的光轴和连杆33之间成一设定角度，线激光器31的轴线和连杆33的轴线相互垂直，并且线激光器31的光平面的法向量和连杆33的轴线平行，相机32内参数和结构参数在使用之前需要标定。测量单元3与机械支架2的连接是通过中间零件7与机械支架2形成旋转副连接的，转动副有一定的摩擦阻尼，使得测量单元3保持固定的位姿不变。如图3所示，具体地，平板电脑1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肋位线测量仪，其特征在于，包括：测量单元，用于测量和采集被测船板肋位线的图像；平板电脑，用于控制所述测量单元抓取图像并获得所述被测船板肋位线的测量点云进行计算分析；以及机械支架；所述测量单元可旋转地设置在所述机械支架的一端；所述平板电脑可旋转地设置在所述机械支架的另一端；所述测量单元包括：线激光器、工业相机，调整所述机械支架使得所述线激光器发射的线激光和被测船板肋位线重合。

【技术特征摘要】
1.一种肋位线测量仪，其特征在于，包括：测量单元，用于测量和采集被测船板肋位线的图像；平板电脑，用于控制所述测量单元抓取图像并获得所述被测船板肋位线的测量点云进行计算分析；以及机械支架；所述测量单元可旋转地设置在所述机械支架的一端；所述平板电脑可旋转地设置在所述机械支架的另一端；所述测量单元包括：线激光器、工业相机，调整所述机械支架使得所述线激光器发射的线激光和被测船板肋位线重合。2.如权利要求1所述的肋位线测量仪，其特征在于，还包括底座，包括底座杆和底座脚；所述机械支架通过水平旋转副与所述底座杆相连接，使得所述机械支架可以绕所述底座杆的中心轴线在水平面内旋转；所述机械支架通过水平旋转轴与所述底座杆连接，使得所述机械支架可以绕水平轴旋转，实现仰俯动作。3.如权利要求1所述的肋位线测量仪，其特征在于，所述测量单元还包括连杆，所述线激光器和所述工业相机分别固定设置在所述连杆的两端。4.如权利要求3所述的肋位线测量仪，其特征在于，所述相机的光轴和所述连杆之间成一设定角度，所述线激光器的轴线和所述连杆的轴线相互垂直，并且所述线激光器的光平面的法向量和所述连杆的轴线平行，工业相机内参数和结构参数在使用之前需要标定。5.如权利要求1所述的肋位线测量仪，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄希金，郭志飞，赵晶，杨润党，
申请(专利权)人：上海申博信息系统工程有限公司，上海船舶工艺研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31