一种应用于平面型工件的数据化测绘方法技术

本发明专利技术公开一种应用于平面型工件的数据化测绘方法，包括有常规ＸＹ平台，摄像机控制ＰＣ机及软件，通过ＸＹ平台带动摄像机作等间距的步进位移，对母件的对应局部进行摄像取样，并将取样图像与该摄像取样停歇点对应的ＸＹ座标参数一同送入ＰＣ机保存，从而将母件的形状分成若干个局部的正投影取样图像，ＰＣ机将各取样图像按照ＸＹ座标参数在ＰＣ机的屏幕上依次还原排列，重新拼接出母件的完整的正投影图像，通过ＰＣ机的图片处理软件，人工从母件的正投影拼接图像中勾勒、整理并光滑连接形成工件母件的测绘线条图，为后续的工件规模化、数字化加工奠定了基础，这样的方法，具有设备简单、操作使用方便、测量精度高、适应性强，成本低廉等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆向工程中工件、样件的测量、测绘的
，特别是非接触式的数 据化测绘方法。
技术介绍
在工业品的原创设计到规模化生产的过程中， 一般需要釆用逆向工程，即将原始设 计的工件或手工制作的样件经过测量、测绘，获得其适用于机械化、自动化加工的参数、 数据，作为后续生产的基础。目前，在逆向工程中较常用的母件测量、测绘方式有手 工临摹式、光学扫描仪式、碰数系统式、激光三维扫描式等四种。其中，手工临摹式最 为原始、落后，仅靠人手临摹、换算，精确度差、随意性大，已不适应规模化生产加工 的需要；光学扫描仪式则只适用于厚度不大、重量较轻的薄片型工件、样件，且容易受 工件、样件的尺寸规格大小限制，应用面窄、通用性差；碰数系统式虽然精度和通用性 不差，但由于是采用点触碰方式工作，操作使用繁瑣、测量速度慢，所用设备成本也较 昂贵；激光三维扫描式虽精度高、适用范围广，但设备极其昂贵，属专用设备，普及率 低，难以在一般企业广泛应用。而在实际的加工生产过程中，尽管工件、样件绝大部分 是三维构件，但其中有很大一部分则是等厚度或者厚度均一的平面型构件，对于这样类 型的工件、样件，光学扫描仪式测量无法适应、碰数系统式测量效率低下、激光三维扫 描式测量成本高。如何对平面型工件、样件进行简单、高效、准确、低成本的测量测绘， 是传统技术还没有完善解决的。而在一般普通的生产加工企业中，带动被加工工件作X 轴、Y轴位移的工作台…-XY平台是最多见、最常用的设备，而且XY平台的规格尺寸 与待加工工件的大小尺寸相适应。如何組合、利用常规通用设备实现精确的母件测量测 绘，正是本专利技术要解决的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服上述现有技术的不足之处，提出一种设备简单、操作使用 方便、测量精度高、适应性强，成本低廉的应用于平面型工件的数据化测绘方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的 一种应用于平面型工件的数据化测绘方 法，包括有常规的可作X轴、Y轴位移的X Y平台，常规的摄像机，常规的控制P C机 及软件，其特征在于工件母件水平放置于XY平台的机台面上，摄像机固定于XY平 台的移动托架上且镜头垂直正对机台面上的工件母件，X Y平台的移动托架带着摄像机作等间距的间歇式步进位移，且摄像机在每次位移间隔之间的停歇点即对机台面上工件 母件的对应局部进行正投影摄像取样，并将取样图像与该摄像取样停歇点对应的X Y座 标参数一同送入P C机保存，根据工件母件的尺寸大小，摄像机在移动托架的带动下围 绕工件母件来回往复步进摄像取样，并走完全程，从而将工件母件的形状化整为零、分 成若千个局部的正投影取样图像，P C机将所有取样图像与各自对应的X Y座标综合建 立图像数据库，然后将各取样图像按照X Y座标参数在P C机的屏幕上依次还原排列， 重新拼接出工件母件的完整的正投影图像，接着通过P C机的常规图片处理软件，人工 从工件母件的正投影拼接图像中勾勒出其整体及内部的轮廓线、形状线，整理并光滑连 接形成工件母件的测绘线条图，该线条图包含XY座标参数，为后续的工件规模化、数 字化加工奠定了基础。进一步地，摄像取样的方式可以是摄像机固定于机台上的原点不 动，工件母件则由XY平台带动在摄像机的镜头下作等间距的间歇式步进位移。为使工 件母件的尺寸参数测绘更准确，在工件母件的下方可铺设带有标准尺寸刻度或网格的背 景。为避免取样图像的不完整、连接不连贯，摄像机获得的每个取样图像最好与相邻的 取样图像有局部的交叉重叠。对于只有外轮廓形状的实体工件母件，为节省测绘时间， 摄像机的步进位移可由人手或人工控制手柄调控，摄像机只沿着工件母件的外轮廓形状 作等间距的摄像取样。为方便重新拼接，用于拼接的取样图像最好为同 一大小的正方形， 面积在lmmx lmm~ 1 5mmx l 5 mm之间。 这样的设计，本专利技术具有明显的优点和优势；1、 通过X Y平台和摄像机这些常规设备就可对工件母件进行精确的测绘，能满足、 适应各种不同规格尺寸的平面型工件母件，还可根据需要作自动或手动的选择，灵活性 好。2、 X Y平台是一般的通用设备，易于推广普及，通用性强，无须重复投资。3、 可通过PC机的屏幕直观、清晰地了解测绘过程、图像，操作简单。4、 对工件母件的测绘精度高，线条图的尺寸精度可达O. 0 2mm。5、 测绘效率大大提高，完成一个工件母件的近千张图像的拍摄取样，只需约2 0 分钟。6、 整套方法所用设备常用而简单，其成本不高。7、 最重要的是，可直接将工件母件转换成精确的数据，为以后的规模化、自动化 加工创造了十分有利的基础。附图说明图1是本专利技术的示意图2是实施例1的摄像示意图3是实施例1的摄像及拼接图像示意图4是实施例2的摄像及拼接图像示意图5是实施例3的示意图。具体实施例方式本专利技术的方法主要适用于二维的平面工件，或者是特殊的三维工件---即有一维是 等厚度或厚度均 一 的平面型构件。实施例l,参见图1，以测绘木工加工中椅子的椅背工件母件为例，本实施例的数 据化测绘方法所需要的设备包括有常规的X Y平台1,常规的摄像机2，常规的控制P C机3及公知的软件，摄像机2镜头垂直朝下地被固定于X Y平台1的移动托架11上， 母件4水平放置于X Y平台1的机台面12上。测绘前，先根据母件4的长宽尺寸1200 mm x 60mm粗略圈定摄像机2在X Y平台1上的X轴、Y轴的行程范围---X轴为1220 mm、 Y轴为100mm所围成的长方形内，然后将掘j象机2移动至起始测绘点、调好焦 距。测绘开始，摄像机2先在起始测绘点拍摄第1幅图像，而起始拍摄点在XY平台1 上的对应座标为xl、 yl, P C机3将第一幅图像及座标参数xl、 yl保存，然后移动托 架11带动摄像机2沿X轴水平移动10mm，在第2个停歇点拍摄第2幅图像，对应的 座标为x2、 yl,第2幅图像及对应的座标参数x2、 yl也保存入PC机3，接着再沿X 轴水平移动10mm,在第3个停歇点拍摄第3幅图像，如此以10mm为一个间距水平 移动拍摄一幅图像，直至在1220mm范围内拍摄完12 2幅图像及对应的12 2个座标参数, 如图2所示，此位置时摄像机2的座标为x122、 yl;接着移动托架11带动摄像机2沿 Y轴上移10mm,拍摄第123幅图像，其对应的座标参数x122、 y2，然后，移动托架 11带动摄像机2沿X轴反方向水平移动10 m m,拍摄第12 4幅图像，其对应的座标参 数xl21、 y2，如此以10mm为一个间距水平移动拍摄一幅图像，就这样交替循还，如图3所示，摄像机2在X轴为1220mm、 Y轴为100mm所围成的长方形内共拍摄完1220 幅图像；P C机3将这1220幅图像及1220组座标参数建立图像数据库。接着，P C机 3对这1220幅图像进行取样-—即每幅图像只截取中心点范围内的10mm x 10mm的图 像作为取样图像，然后将这1220幅取样图像按原来对应的座标关系在P C机3的屏幕 上依次还原排列，重新拼接出母件4的完整的拼接图像，由于每幅图像都是由摄像机2 垂直正对母件4及机台面12拍摄的，涉及到母件4的所有局部图像都是正投影关系的， 母件4的所有形状细节都能够得到逼真的还原。接着，利用P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于平面型工件的数据化测绘方法，包括有常规的可作Ｘ轴、Ｙ轴位移的ＸＹ平台，常规的摄像机，常规的控制ＰＣ机及软件，其特征在于：工件母件水平放置于ＸＹ平台的机台面上，摄像机固定于ＸＹ平台的移动托架上且镜头垂直正对机台面上的工件母件，ＸＹ平台的移动托架带着摄像机作等间距的间歇式步进位移，且摄像机在每次位移间隔之间的停歇点即对机台面上工件母件的对应局部进行正投影摄像取样，并将取样图像与该摄像取样停歇点对应的ＸＹ座标参数一同送入ＰＣ机保存，根据工件母件的尺寸大小，摄像机在移动托架的带动下围绕工件母件来回往复步进摄像取样，并走完全程，从而将工件母件的形状化整为零、分成若干个局部的正投影取样图像，ＰＣ机将所有取样图像与各自对应的ＸＹ座标综合建立图像数据库，然后将各取样图像按照ＸＹ座标参数在ＰＣ机的屏幕上依次还原排列，重新拼接出工件母件的完整的正投影图像，接着通过ＰＣ机的常规图片处理软件，人工从工件母件的正投影拼接图像中勾勒出其整体及内部的轮廓线、形状线，整理并光滑连接形成工件母件的测绘线条图，该线条图包含ＸＹ座标参数，为后续的工件规模化、数字化加工奠定了基础。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟良，
申请(专利权)人：陈伟良，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]