一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法，涉及视觉测量检测技术领域；该装置包括基座、检测平台、相机、光源、控制卡以及工控机。该控制卡被配置为根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；工控机还被配置为在未超视场时直接对特征图像进行全尺寸检测；且工控机被配置为在超视场时控制调节检测平台、相机或光源三者中的至少一者的位置，以使控制卡能超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。该装置测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决检测难度大、精度低、检测效率低的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法


[0001]本专利技术涉及视觉测量检测
，具体而言，涉及一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法。

技术介绍

[0002]近年来，机器视觉技术发展极为迅猛，应用范围比较广，发展前景乐观。机器视觉技术用到的很多技术都是来源于计算机学科，它从开始发展到如今广泛应用已过去了20多年，在这期间由于科学技术的不断发展以及工业自动化的不断高标准要求，使得机器视觉技术应用的范围和功能不断完善。机器视觉是一个非常活跃的研究领域，并且机器视觉技术对于测量也开始专门的研究起来，但是对于工业零件的生产测量，其规格要求和测量精度之严格，不但要求较高的测量速度和精度，而且要求非接触式测量，即在线测量，并保证测量的精确度，与之相关的学科涉及非常广泛。
[0003]随着时间的推移，工业测量技术也不断向前发展，基于机器视觉的测量技术已成当今测量技术的主导。Takesa等人于1984年研制出摄像机自动聚焦装置，并利用单个摄像机完成了对圆柱形工件的直径测量工作。1991年Mills主要针对圆柱形零件，利用高分辨率的线扫描摄像机来进行图像采集，并构建了图像预处理和识别分析系统，最终实现了对圆柱形零件的尺寸测量。2001年，SunC等人成功开发出采用激光和相机测量钢管直径的系统，系统测量结果与三坐标测量结果相比较，误差不超过0.2mm。天津大学的王庆有采用面阵CCD对大尺寸轴径进行高精度测量研究。东南大学的卞晓东采用机器视觉技术，设计并完成了车辆几何尺寸测量系统，在该系统中，提出了基于立体视觉的照相机阵列系统方案。
[0004]另外，虽然基于目前传统的零件测量的弊端，利用机器视觉技术进行测量的应用越来越广泛，但是利用机器视觉技术，且在摄像机视野范围较小时，对大型的零件进行拍摄仍然难以满足拍摄零件的整体图像的需求，从而也存在检测难度大、精度低的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法，其测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决现有技术的检测难度大、精度低，且检测效率低等问题。
[0006]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，包括：
[0008]基座；
[0009]检测平台，活动地设置于基座，用于放置待检测的工件；
[0010]相机，活动地安装于基座，用于采集工件的特征图像；
[0011]光源，活动地安装于基座，用于照亮检测平台；
[0012]工控机和控制卡，二者电连接，且相机和光源与控制卡电连接；控制卡被配置为根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；工控机还被配置为在未超视场时直接对特征
图像进行全尺寸检测；且工控机被配置为在超视场时控制调节检测平台、相机或光源三者中的至少一者的位置，以使控制卡能控制相机对工件超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。
[0013]在可选的实施方式中，控制卡包括图像采集模块和图像处理模块；
[0014]图像采集模块与相机电连接，且用于获取相机采集的特征图像的图像信息；
[0015]图像处理模块与图像采集模块电连接，且用于根据图像采集模块所采集的图像信息判断工件是否超视场，且用于在超视场时对多次采集的特征图像进行拼接。
[0016]在可选的实施方式中，图像处理模块包括对比单元和拼接单元；对比单元用于接收图像采集模块所采集的图像信息，并用于与工件的图纸信息进行对比，若图像采集模块所采集的图像信息相较于图纸信息缺失则判定为超视场；若未缺失，则判定为未超视场；拼接单元用于在超视场时，对图像采集模块多次采集到的图像信息进行拼接。
[0017]在可选的实施方式中，检测平台通过第一调节机构活动地设置于基座，且检测平台通过第一调节机构能相对基座能沿第一方向和第二方向运动；
[0018]相机通过第二调节机构活动地安装于基座，相机通过第二调节机构能相对基座能沿两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向运动；
[0019]光源通过第三调节机构活动地安装于基座，且光源通过第三调节机构能相对基座能沿第一方向和第三方向运动；
[0020]工控机与第一调节机构、第二调节机构及第三调节机构电连接；且工控机被配置为在超视场时控制第一调节机构调节检测平台的位置，和/或控制第二调节机构调节相机的位置，和/或，控制第三调节机构调节光源的位置，以使控制卡能控制相机对工件超视场外的特征图像进行多次采集。
[0021]在可选的实施方式中，基座沿第一方向延伸设置；第一调节机构包括第一调节件和第二调节件，且第一调节件沿第一方向延伸设置于基座，第二调节件沿第二方向延伸设置于第一调节件，且能沿第一调节件的延伸方向运动，检测平台活动地安装于第二调节件远离第一调节件的一端，且能沿第二调节件的延伸方向运动。
[0022]在可选的实施方式中，第二调节机构包括第一调节轴、第二调节轴以及第三调节轴，且第一调节轴沿第三方向延伸设置于基座；第二调节轴沿第二方向延伸设置于第一调节轴，且能沿第一调节轴的延伸方向运动；第三调节轴沿第一方向延伸设置于第二调节轴，且能沿第二调节轴的延伸方向运动；
[0023]相机通过相机安装架与第三调节轴。
[0024]在可选的实施方式中，安装架包括第一架体和设置于第一架体两端的两个第二架体，第一架体和两个第二架体共同形成夹持槽；
[0025]相机通过云台可调角度地安装于夹持槽内。
[0026]在可选的实施方式中，第三调节机构包括沿第一方向延伸设置于第一调节轴的移动支架，光源通过安装支架活动地设置于移动支架，且能沿移动支架的延伸方向运动。
[0027]在可选的实施方式中，基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置还包括传感器，传感器设置于检测平台，且与控制卡电连接，用于向控制卡模块传送信号，且当控制卡模块接收到信号后，被配置为控制相机以及光源工作。
[0028]第二方面，本专利技术提供一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸的检测方法，包括：
[0029]根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；
[0030]若未超视场时通过控制卡直接对特征图像进行全尺寸检测；
[0031]若超视场则调节检测平台、相机、光源三者中的至少一者的位置，以对工件超视场外的特征图像进行采集，并根据多次采集后拼接得到的拼接图像进行全尺寸检测。
[0032]本专利技术的实施例至少具备以下优点或有益效果：
[0033]本专利技术的实施例提供了一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法，该装置包括基座、检测平台、相机、光源、控制卡以及工控机。检测平台活动地设置于基座，用于放置待检测的工件；相机活动地安装于基座，用于采集工件的特征图像；光源活动地安装于基座，用于照亮检测平台；工控机和控制卡电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于，包括：基座；检测平台，活动地设置于所述基座，用于放置待检测的工件；相机，活动地安装于所述基座，用于采集所述工件的特征图像；光源，活动地安装于所述基座，用于照亮所述检测平台；工控机和控制卡，二者电连接，且所述相机和所述光源与所述控制卡电连接；所述控制卡被配置为根据所述相机获取的所述特征图像判断所述工件是否超视场；所述工控机还被配置为在未超视场时直接对所述特征图像进行全尺寸检测；且所述工控机被配置为在超视场时控制调节所述检测平台、所述相机或所述光源三者中的至少一者的位置，以使所述控制卡能控制所述相机对所述工件超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使所述工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：所述控制卡包括图像采集模块和图像处理模块；所述图像采集模块与所述相机电连接，且用于获取所述相机采集的所述特征图像的图像信息；所述图像处理模块与所述图像采集模块电连接，且用于根据所述图像采集模块所采集的图像信息判断所述工件是否超视场，且用于在超视场时对多次采集的所述特征图像进行拼接。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：所述图像处理模块包括对比单元和拼接单元；所述对比单元用于接收所述图像采集模块所采集的图像信息，并用于与所述工件的图纸信息进行对比，若所述图像采集模块所采集的图像信息相较于所述图纸信息缺失则判定为超视场；若未缺失，则判定为未超视场；所述拼接单元用于在超视场时，对所述图像采集模块多次采集到的所述图像信息进行拼接。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：所述检测平台通过第一调节机构活动地设置于所述基座，且所述检测平台通过所述第一调节机构能相对所述基座能沿第一方向和第二方向运动；所述相机通过第二调节机构活动地安装于所述基座，所述相机通过所述第二调节机构能相对所述基座能沿两两相互垂直的所述第一方向、所述第二方向以及第三方向运动；所述光源通过第三调节机构活动地安装于所述基座，且所述光源通过所述第三调节机构能相对所述基座能沿所述第一方向和所述第三方向运动；所述工控机与所述第一调节机构、所述第二调节机构及所述第三调节机构电连接；且所述工控机被配置为在超视场时控制所述第一调节机构调节所述检测平台的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，廖菲，李平，吴智恒，陈启愉，童季刚，罗良传，
申请(专利权)人：广东省科学院智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：