一种影像测量设备及影像测量方法技术

本发明专利技术公开了一种影像测量设备及影像测量方法，该设备包括：静态图像测量单元、动态图像测量单元、数据处理和控制单元、光源和工作台，静态图像检测单元包括第一光学镜头和静态图像传感器；动态图像测量单元包括第二光学镜头和动态视觉传感器；光源包括第一光源、第二光源、以及工作台的底光源；工作台用于控制被测物相对于第一光学镜头和第二光学镜头三维移动；数据处理和控制单元用于接收并处理静态图像传感器和动态视觉传感器获取的图像数据，控制光源的开闭，以及控制工作台的运动。本发明专利技术利用亮度变化驱动的动态视觉传感器响应快、数据量小、传输处理速度快的优点，能够减少冗余信息，提升影像测量效率。提升影像测量效率。提升影像测量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种影像测量设备及影像测量方法


[0001]本专利技术涉及工件几何测量
，特别涉及一种影像测量设备及影像测量方法。

技术介绍

[0002]在生产制造过程中，零部件的几何尺寸测量是不可或缺的重要环节，影像测量方法获得广泛应用。传统影像测量普遍使用面阵相机的静态图像，被测特征只占图像的一小部分，图像中有大量冗余信息。特别是对于大靶面相机，图像分辨率高，传输和处理速度慢，限制了测量效率的提高。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种影像测量设备及影像测量方法，其通过用静态图像编制测量程序，用动态图像进行测量，利用亮度变化驱动的动态视觉传感器响应快、数据量小、传输处理速度快的优点，能够减少冗余信息，提升影像测量效率，以解决或部分解决上述技术问题。
[0004]本专利技术的第一方面，提供了一种影像测量设备，包括：
[0005]静态图像测量单元、动态图像测量单元、数据处理和控制单元、光源和工作台，其中，
[0006]所述静态图像检测单元包括第一光学镜头和静态图像传感器；
[0007]所述动态图像测量单元包括第二光学镜头和动态视觉传感器；
[0008]所述光源包括与所述第一光学镜头配合使用的第一光源、与所述第二光学镜头配合使用的第二光源、以及工作台的底光源；
[0009]所述工作台上设置有被测物，工作台用于控制所述被测物相对于第一光学镜头和第二光学镜头三维移动；
[0010]所述数据处理和控制单元用于接收并处理所述静态图像传感器和动态视觉传感器获取的图像数据，控制所述光源的开闭，以及控制所述工作台的运动。
[0011]进一步的，所述数据处理和控制单元包括信号处理器、光源控制器和工作台控制器；所述信号处理器用于接收并处理所述静态图像传感器、动态视觉传感器获取的图像数据；所述光源控制器用于控制所述光源的开闭；所述工作台控制器用于控制所述工作台的运动。
[0012]进一步的，所述工作台包括二维移动平台和调焦平台，所述被测物设置在所述二维移动平台上，所述静态图像测量单元和动态图像测量单元设置在所述调焦平台上。
[0013]进一步的，所述二维移动平台包括平台本体，所述底光源位于平台本体的一侧，所述平台本体的另一侧设置有玻璃工作台，所述被测物设置于所述玻璃工作台上。
[0014]进一步的，还包括数据存储和显示单元，用于存储和显示测量数据。
[0015]进一步的，所述第一光学镜头和所述第二光学镜头是同一个光学镜头。
[0016]本专利技术的第二方面，还提供了一种基于所述的影像测量设备的影像测量方法，包括：
[0017]控制第二光源或底光源按照预设频率和预设亮度闪烁；
[0018]工作台控制所述动态图像测量单元对被测物进行调焦；
[0019]当所述第二光源或底光源在每个闪烁周期由暗变亮时，动态视觉传感器获取被测物的被测特征的图像；
[0020]当所述被测特征的图像的像素亮度发生变化时，输出表示像素亮度变化的事件信号，根据所述事件信号，判断聚焦是否完成；
[0021]若聚焦完成，则根据所述被测特征图像的像素信息、被测特征在动态视觉传感器坐标系下的位置信息和动态视觉传感器在机台坐标系中的位置计算被测特征的尺寸信息。
[0022]进一步的，在第一光源或底光源的光源亮度下，工作台控制所述静态图像测量单元对标准件进行成像，获得所述标准件的第一特征图案，并记录该第一特征图案的机台坐标Xs、Ys、Zs以及方向角θs；
[0023]在第二光源或底光源的光源亮度下，工作台控制所述动态图像测量单元对被测物的标准件进行成像，获得所述标准件的第二特征图案，并记录该第二特征图案的机台坐标Xd、Yd、Zd及方向角θd；
[0024]根据下式计算两次成像的坐标偏差Δx、Δy、Δz和方向角偏差Δθ：
[0025](Δx,Δy,Δz,Δθ)＝(Xs
‑
Xd,Ys
‑
Yd,Zs
‑
Zd,θs
‑
θd)；
[0026]所述坐标偏差和方向角偏差用于计算被测特征在动态视觉传感器坐标系下的位置信息和动态视觉传感器在机台坐标系中的位置。
[0027]进一步的，还包括测量前的测量程序编制步骤：
[0028]工作台控制所述静态图像测量单元对被测物的标准件进行成像，获得对焦清晰的被测图像，在被测图像上提取全部的被测特征，根据被测特征的参数，生成测量程序；
[0029]或者，
[0030]接收输入的标准件图纸数据，编辑标准件图纸数据中的工件尺寸参数和重点关注位置的特征参数，设定检测用参数，所述检测用参数包括光源亮度值，根据编辑好的工件尺寸参数、重点关注位置的特征参数、设定检测用参数生成测量程序，并用静态图像测量单元检验确认测量程序。
[0031]进一步的，所述根据所述被测特征图像的像素信息、被测特征在动态视觉传感器坐标系下的位置信息和动态视觉传感器在机台坐标系中的位置计算被测特征的尺寸信息的步骤，包括：
[0032]在第一位置坐标处抓取第一被测特征，所述第一位置坐标为第一被测特征图像坐标系的原点在机台坐标系下的位置坐标；
[0033]在第二位置坐标处抓取第二被测特征，所述第二位置坐标为第二被测特征图像坐标系的原点在机台坐标系下的位置坐标；
[0034]按下式分别将第一被测特征和第二被测特征上的N个点从图像坐标系变换到机台坐标系：
[0035][0036]其中，P
m
为被测特征点在机台坐标系下的坐标；P为被测特征点在图像坐标系下的坐标；r为被测特征点在图像坐标系下用像素数量表示的横坐标；s为被测特征点在图像坐标系下用像素数量表示的纵坐标；α为图像坐标系与机台坐标系的夹角；X
m
为图像坐标系原点在机台坐标系下的横坐标；Y
m
为图像坐标系原点在机台坐标系下的纵坐标；β为一个像素对应的尺寸，β＝像元尺寸/镜头放大倍率；M为坐标变化矩阵；
[0037]根据最小二乘法，将第一被测特征的N个点拟合成一条直线L'1：
[0038]y
m
＝ax
m
+b，
[0039]其中a、b为一次多项式系数；
[0040]计算第二被测特征上的N个点到直线L'1的距离D
i
；
[0041]计算被测特征的尺寸：
[0042][0043]本专利技术提供的一种影像测量设备及影像测量方法，利用亮度变化驱动的动态视觉传感器响应快、数据量小、传输处理速度快的优点，能够减少冗余信息，提升影像测量效率。
附图说明
[0044]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0045]图1为本申请一个实施例提供的影像测量设备的结构组成图；
[0046]图2为本申请一个实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种影像测量设备，其特征在于，包括：静态图像测量单元、动态图像测量单元、数据处理和控制单元、光源和工作台，其中，所述静态图像检测单元包括第一光学镜头和静态图像传感器；所述动态图像测量单元包括第二光学镜头和动态视觉传感器；所述光源包括与所述第一光学镜头配合使用的第一光源、与所述第二光学镜头配合使用的第二光源、以及工作台的底光源；所述工作台上设置有被测物，工作台用于控制所述被测物相对于第一光学镜头和第二光学镜头三维移动；所述数据处理和控制单元用于接收并处理所述静态图像传感器和动态视觉传感器获取的图像数据，控制所述光源的开闭，以及控制所述工作台的运动。2.根据权利要求1所述的一种影像测量设备，其特征在于：所述数据处理和控制单元包括信号处理器、光源控制器和工作台控制器；所述信号处理器用于接收并处理所述静态图像传感器、动态视觉传感器获取的图像数据；所述光源控制器用于控制所述光源的开闭；所述工作台控制器用于控制所述工作台的运动。3.根据权利要求1所述的一种影像测量设备，其特征在于：所述工作台包括二维移动平台和调焦平台，所述被测物设置在所述二维移动平台上，所述静态图像测量单元和动态图像测量单元设置在所述调焦平台上。4.根据权利要求3所述的一种影像测量设备，其特征在于：所述二维移动平台包括平台本体，所述底光源位于平台本体的一侧，所述平台本体的另一侧设置有玻璃工作台，所述被测物设置于所述玻璃工作台上。5.根据权利要求1所述的一种影像测量设备，其特征在于，还包括数据存储和显示单元，用于存储和显示测量数据。6.根据权利要求1所述的一种影像测量设备，其特征在于，所述第一光学镜头和所述第二光学镜头是同一个光学镜头。7.一种基于权利要求1
‑
6任意一项所述的影像测量设备的影像测量方法，其特征在于，包括：控制第二光源或底光源按照预设频率和预设亮度闪烁；工作台控制所述动态图像测量单元对被测物进行调焦；当所述第二光源或底光源在每个闪烁周期由暗变亮时，动态视觉传感器获取被测物的被测特征的图像；当所述被测特征的图像的像素亮度发生变化时，输出表示像素亮度变化的事件信号，根据所述事件信号，判断聚焦是否完成；若聚焦完成，则根据所述被测特征图像的像素信息、被测特征在动态视觉传感器坐标系下的位置信息和动态视觉传感器在机台坐标系中的位置计算被测特征的尺寸信息。8.根据权利要求7所述的影像测量方法，其特征在于，还包括测量前的校准步骤：在第一光源或底光源的光源亮度下，工作台控制所述静态图像测量单元对标准件进行成像，获得所述标准件的第一特征图案，并记录该第一特征图案的机台坐标Xs、Ys、Zs以及
方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，王艳，周保同，潘瑞丰，曹葵康，周明，
申请(专利权)人：苏州天准科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：