一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法及系统，属于机器视觉检测测量领域。采用CCD相机、激光扫描仪为图像采集设备，并统一在同一个世界坐标系下。CCD相机拍摄传送带上进入拍摄区域的工件图像，传送至终端，计算出工件最小外接矩形和工件最小外接矩形的顶点，终端根据最小外接矩形的顶点坐标判断工件的位置和面积。工件位置信息用于调整扫描仪的位置，工件的面积判断摄像头的工作模式。终端根据激光扫描仪采集到的图像信息生成工件3D全局轮廓图，得到工件的厚度。该方法减少人工参与，节省了人力成本，在同一套测量系统中，可以测量不同尺寸工件厚度，对刚性目标或非刚性目标物体均可测量，提高了检测的自动化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法及系统
本专利技术属于机器视觉检测测量领域，具体涉及一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法及系统。
技术介绍
在飞速发展的现代工业自动化中，工件几何尺寸的检测尤其是对工件厚度的测量对于精度和效率的要求越来越高，而待测工件又存在尺寸不一、表面纹理结构复杂的问题，这就对测量方法的快速性、鲁棒性、自动化程度有了更高的要求。如今生产线上的半成品或成品工件的三维尺寸测量技术主要分为接触式检测和非接触式检测。接触式检测方法主要有坐标测量机、层析法等，虽然其中一些方法测量精确度高，但容易摩擦，损伤工件表面。传统非接触式测量主要包括莫尔条纹法、干涉测量法、飞行时间法、结构光法等，但是这些方法或测量效率低，或精确度不高，而且这些设备在测量时工件必须离线，这在工件卸下与装载时容易造成工件的擦伤与破损，影响测量结果与后续的使用。且上述方法在工件尺寸比较多变时往往不能精确快速地进行测量。因此急需一种灵活、高效、准确、高度自动化的工件厚度检测技术。
技术实现思路
技术问题：为克服传统工件三维尺寸测量方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、启动系统，若检测到有工件进入CCD相机的拍摄区域则执行步骤二，否则系统待机，调整工件摆放位置之后再次进行判断；/n步骤二、当工件进入CCD相机的拍摄区域时，相机拍下工件的二维图像；/n步骤三、终端调用处理模块对拍摄的工件图像进行图像处理，检测出工件的边缘轮廓，通过检测出的轮廓生成工件的最小外接矩形并得到外接矩形四个顶点的坐标；/n步骤四、终端根据最小外接矩形顶点的坐标调整激光扫描仪的位置，并根据最小外接矩形的面积判断第一级激光扫描仪的激光扫描区域能否覆盖整个工件，如果激光扫描区域可以覆盖整个工件，则可根据扫描得...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、启动系统，若检测到有工件进入CCD相机的拍摄区域则执行步骤二，否则系统待机，调整工件摆放位置之后再次进行判断；
步骤二、当工件进入CCD相机的拍摄区域时，相机拍下工件的二维图像；
步骤三、终端调用处理模块对拍摄的工件图像进行图像处理，检测出工件的边缘轮廓，通过检测出的轮廓生成工件的最小外接矩形并得到外接矩形四个顶点的坐标；
步骤四、终端根据最小外接矩形顶点的坐标调整激光扫描仪的位置，并根据最小外接矩形的面积判断第一级激光扫描仪的激光扫描区域能否覆盖整个工件，如果激光扫描区域可以覆盖整个工件，则可根据扫描得到工件表面图像生成工件的三维图像，以此得到工件的厚度，如果第一级激光扫描仪的扫描区域不能覆盖工件，则转入步骤五；
步骤五、调用第二级激光扫描仪对第一级激光扫描仪的扫描区域未能覆盖的工件区域进行工件图像信息进行采集，将来自不同级的激光扫描仪的多帧扫描数据拼接为新的图像数据，生成一个完整的全局3D轮廓图像，以此得到工件的厚度。


2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法，其特征在于，所述第一级激光扫描仪和第二级激光扫描仪固定在C形钢结构上，在传送带有振动时，能保持每组上下两个激光扫描仪之间的相对位置固定，保证了测量系统的精度和稳定性；C形钢结构通过直线电机与Y轴方向电控轨道相连接，根据工件的位置以及大小调整激光扫描仪的位置，具有高度的灵活性；终端与CCD相机以及激光扫描仪相连接，用于处理采集到的图像数据以及控制整个系统的运动状态。


3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法，其特征在于：两组激光扫描仪以及CCD相机之间通过与激光扫描仪适配的网络适配器连接，再将已标定好的CCD相机的坐标系作为基准坐标系，通过终端的校准模块对两组激光扫描仪进行校准，将激光扫描仪与CCD相机统一在同一个世界坐标系下面。


4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法，其特征在于，在CCD相机下方传送带两边缘处各安装有一组激光发射器，当工件放入传送带并到达指定的拍摄区域时，会遮挡激光发射器发出的激光束，激光发射器发出高低电平信号，并将电平信号传入终端进行数据处理，得到工件与两组激光发射器之间的距离，以此得到工件在传送带上的摆放位置并判断工件是否到达指定的CCD相机拍摄区域。


5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量系统及方法，其特征在于，该测量系统用于测量刚性工件的厚度或测量柔性工件的厚度，安装时每级传送带连接处之间的间距为15mm，并且传动带支持调速，在测量不同柔性程度的工件时通过调整传送带的运行速度，使柔性工件可以依靠自身惯性顺利通过传送带。


6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的多尺寸工件厚度测量方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何牧天，张昶，戈康启，严鹏，何毅，梅雪，张翔，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32