手持量测成像系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了手持量测成像系统和方法。在一个实施例中，设备可以包括成像部分、显示部分、信号处理和控制部分、图像捕获激活构件和用户接口。用户接口可以包括可相对于显示部分上的图像配置的用户可调节视频测量工具和视频工具调节构件。测量功能被提供，其操作以基于视频测量工具的配置提供尺寸测量结果。手持设备不仅可以被用于测量传统上已经用例如卡尺或千分尺的传统手持工具测量的通常部件，而且还可以被用于测量难以用传统工具测量的非常小或平的部件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量测系统，更具体地，涉及手持尺寸量测成像系统和方法。
技术介绍
使用机器视觉技术的测量仪器被广泛应用在机器、医疗设备和半导体产品等的传统和微尺寸部件和组件的质量保证中。大部分可商业得到的用于尺寸测量的机器视觉系统都是桌面大小或者更大。一般，就以下事实而言这种系统缺乏移动性和灵活性，所述事实即很大比例的尺寸测量都是在工作间、办公区以及远离方便的桌面大小机器视觉量测系统访问的其它地点手动进行的。本专利技术旨在提供可以克服上述和其它缺点的系统和方法。更具体地，本专利技术的实施例旨在手持尺寸量测成像系统和方法。
技术实现思路
提供了手持尺寸量测成像系统和方法。根据本专利技术的一个方面，手持设备不仅可以被用于测量已经通过例如卡尺或千分尺的传统手持工具测量的常见部件，而且可以被用于测量难于与传统量测工具配合(engage)的平坦表面上非常小的部件和特征。这种非接触式基于图像的测量的另外优点是其将便于非破坏性的测量，以便进行柔软或易碎物体的测量。根据本专利技术的另一个方面，量测设备可以包括成像部分、显示部分、信号处理和控制部分、图像捕获激活构件和用户接口。用户接口可以包括可相对于显示部分上的图像进行配置的用户可配置或可调节视频测量工具，也被简称为“视频工具”，以及视频测量工具调节构件。设备还可以包括预编程测量功能，其操作用于基于相关联视频测量工具的配置来提供对图像中各种特征的尺寸测量结果。根据本专利技术的另一个方面，设备成像部分的位置可以沿相对于设备的显示部分和/或外壳的至少一个方向被线性调节。根据本专利技术的另一个方面，成像部分的位置可以关于至少一个轴相对于显示部分和/或外壳而被旋转调节。量测设备还可以包括至少一个取向感测构件，并且用户接口还可以包括至少一个取向敏感的视频覆盖构件，如果期望，所述视频覆盖构件在显示部分上具有可以取决于显示相对于重力方向的取向的取向。此外，取向敏感的视频覆盖构件的至少一个可以包括测量结果显示。根据本专利技术的另一个方面，用户可调节视频测量工具可以包括手动点到点距离测量工具、点到线距离测量工具和圆形测量工具。此外，与点到线距离测量工具相关联的预编程测量功能可以提供对由点到线距离测量工具的配置指示的感兴趣区域中至少一个工件边缘特征的自动边缘检测，并基于自动边缘检测的结果确定线的位置。根据本专利技术的另一个方面，新颖且有效的方法被提供用于创建各种视频工具的示例以及确定它们的参数。该方法包括特别有工效的、有效的且具多种用途的视频工具定义，其使最小量的光标定位和“按钮点击”与用户在操作手持尺寸量测成像系统时可能期望的视频工具“定制”控制水平相平衡。根据本专利技术的另一个方面，设备可以包括手柄。手柄被设计成允许用户能够按人体功率学用一只手把持设备。根据本专利技术的另一个方面，设备还可以包括一个或多个对准装置。对准装置可以被可互换地附接到或者可以引导量测设备以将其保持在相对于工件的期望聚焦距离和/或取向，用于改善成像和/或测量结果。对准装置还可以具有用于帮助建立工件相对于量测设备的正确的和/或可重复取向的机制。附图说明随着通过参照下面结合附图的详细描述使本专利技术得到更好的理解，本专利技术的上述方面和许多伴随的优点将变得更加容易理解，其中图1是根据本专利技术手持尺寸量测成像系统的框图；图2是图1的尺寸量测成像系统的存储部分的框图；图3是根据本专利技术手持尺寸量测成像设备的第一示例实施例的等大图；图4A和4B是图示图3的手持尺寸量测成像设备成像部分的第一和第二可调节位置的图；图5是图示图3的手持尺寸量测设备的摄像机的第三可调节位置以及包括定位杆和外部光源的第一示例性对准装置的图；图6是更详细地图示图5的外部光源的图；图7是可结合图3的手持量测成像设备一起使用的第二示例性对准装置的图；图8是可用于图3的手持量测成像设备的控制板和显示部分的一个示例性布局的图；图9A到9D是图示示例性点到点工具使用的图8中控制板和显示部分的图；图10A到10D是图示示例性点到点工具使用的图8中控制板和显示部分的图；图11A到11D是图示示例性点到点工具使用的图8中控制板和显示部分的图；图12是图示手持量测成像设备操作的一个示例性例程的流程图；图13是图示可与示例性测量操作结束模式相关联使用的可调节控制构件的一个示例性配置的、图8的控制板和显示部分的图；图14是图示可在手持量测成像设备中使用的可选控制构件的一个示例性配置的、图8的控制板和显示部分的图；图15A到15D是图示示例性程序重复或重新调用模式的使用的、图8的控制板和显示部分的图；图16是图示包括重复或重新调用操作模式的手持量测成像设备的操作的一个示例性例程的流程图；以及图17A到17D是根据本专利技术手持尺寸量测成像设备的第二示例性实施例的图。具体实施例方式图1是根据本专利技术手持量测成像系统100的框图。手持量测成像系统100包括成像部分110、信号处理和控制单元120、显示部分125、用户控制构件130、语音识别部分135、电源140、照明部分150、另加照明155、取向感测构件160、另加特征165、校准目标170、存储部分180、外部数据/控制接口190以及机械接口特征195。手持量测成像系统100被用于实现工件105的测量。手持量测成像系统100的各个部分可以通过一个或多个信号总线连接或者单独的专用连接而被互连在一起。如果期望，各种信号互连可以通过无线和/或光学装置来完成。成像部分110包括成像电子仪器112和光学仪器114，例如透镜，如果需要，和/或其它合适的(一个或多个)光学组件。成像电子仪器112包括可以是CCD、CMOS或其它类型的二维图像获得设备的图像传感器。一般而言，成像部分112获得正被测量工件105在图像传感器被定位所处的图像平面上的图像。远心光学系统可以被用于光学仪器114，使得所获得图像的放大率即使在工件105有些焦点没对准时也是恒定的。在一个示例性实施例中，成像部分110可以提供约1.0的放大率和约0.05的数值孔径(NA)。焦深可以约+/-0.2mm。成像电子仪器112可以提供具有约640像素×480像素和10微米像素间距的二维图像获得设备，对于约1.0的放大率，其可以提供工件的约6.4mm×4.8mm的成像视区。使用提供子像素边缘位置分辨率的已知边缘检测方法，取决于光学仪器114的限制以及由用户对具体图像设置的实际焦距精确度，1到5微米数量级的测量分辨率可以被提供。但是，应当理解，上述成像参数仅仅是示例性的，不是限制性的。例如，如果光学仪器为成像提供更大的视区，那么稍微更粗糙的测量分辨率可以被提供。相反，用更高的放大率来成像更小的视区可以提供更精细的测量分辨率。可选的光学/数字缩放或者微型透镜旋转盘阵列或者可互换透镜可以被包含在各种实施例中，以便于不同放大率下对不同大小工件的测量。信号处理和控制单元120包括数据处理单元，其可以通过例如DSP或微控制器的电子芯片提供。该单元承担图像处理、计算和输出的任务。显示部分125可以包括触摸屏LCD，并且可操作用于提供GUI。用户控制构件130可以被设置在可以具有大量拨号盘、拇指棒、卷轴轮、按钮等的控制板上，和/或通过实现在显示部分125的触摸屏板上的各种构件等设置。电源140可以被集成在设备中，并且可以包括电池和/或太阳能电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种袖珍可手持尺寸量测成像设备，所述设备包括：　　　　成像部分；　　　　显示部分；　　　　信号处理和控制部分；　　　　用户接口，其包括可相对于显示部分上的图像来配置的至少一个用户可调节的视频测量工具以及多个控制构件，所述控制构件包括图像获得控制构件和至少一个视频测量工具调节构件；以及　　　　至少一个被预编程的测量功能，其操作以至少基于视频测量工具的配置来提供尺寸测量结果。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：于大海，迈克尔纳胡姆，加里奥利森，金W阿瑟顿，
申请(专利权)人：株式会社米姿托约，
类型：发明
国别省市：JP[日本]