一种平行间距快速检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种平行间距快速检测方法，属于非接触检测的技术领域，包括将被测物放置于基准面上，将至少一条激光照射在被测物上，并与被测物的表面具有夹角；水平移动被测物，获取被测物移动前后激光的偏移量和激光的明暗变化量；根据激光的偏移、夹角和激光的明暗关系，得到被测物表面的高度起伏。还公开了使用该方法的装置，包括测量平台、线扫描摄像机和激光发射器。本发明专利技术采用线扫描相机获取光条的明暗图像来被测物的深度信息，无需提取光条中心线，高效的重构被测物表面形态三维特征；高速，高精度检测物表面的微小起伏。高精度检测物表面的微小起伏。高精度检测物表面的微小起伏。

【技术实现步骤摘要】
一种平行间距快速检测方法及装置


[0001]本专利技术属于非接触检测的
，具体而言，涉及一种平行间距快速检测方法及装置。

技术介绍

[0002]申请号为201710615803.1的专利技术专利，公开了一种测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统，采用线激光和线扫描相机检测平板对象上水平方向上的孔、槽位置与尺寸的视觉系统，该系统只能检测平面上孔、槽几何尺寸，无法或难以检测微小的起伏。
[0003]采用传统激光三角测量法，为了能得到被测物的深度信息，必须采用面阵相机，而且要提取光条的中心线，由于被测物表面材质、表面性状和反射不均等情况较复杂，精度和速度都不高。

技术实现思路

[0004]鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种平行间距快速检测方法及装置，可高效的重构被测物表面形态三维特征，高速，高精度检测物表面的微小起伏。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种平行间距快速检测方法，包括以下步骤：
[0007]将被测物放置于基准面上，将至少一条激光照射在被测物上，并与被测物的表面具有夹角；
[0008]水平移动被测物，获取被测物移动前后激光的偏移量和激光的明暗变化量；
[0009]根据激光的偏移、夹角和激光的明暗关系，得到被测物表面的高度起伏。
[0010]在进一步的技术方案中，水平移动被测物，获取被测物移动前后激光的偏移量和激光的明暗变化量，包括：
[0011]设置线扫描摄像机，线扫描摄像机逐帧记录激光的偏移量和激光的明暗变化量。
[0012]在进一步的技术方案中，激光的数量为两个，设为激光a和激光b；
[0013]激光a和激光b平行；
[0014]根据激光a和激光b照射在被测物表面的强度变化，判断被测物的表面为平整、凸起或凹陷。
[0015]在进一步的技术方案中，设激光a和激光b的平行距离为S；平行距离S为激光a宽度的一半或激光b宽度的一半。
[0016]在进一步的技术方案中，激光a和激光b的波长不同，线扫描摄像机采用RGB三通道彩色相机。
[0017]在进一步的技术方案中，将激光照射在纯白背景样品进行测试，记录一次明暗变化与位置的关系，并记为标定函数。
[0018]第二方面，本专利技术还提供了一种使用第一方面中方法的平行间距快速检测装置，
包括：
[0019]测量平台，测量平台用于放置被测物，并使得被测物移动；
[0020]线扫描摄像机，线扫描摄像机设于测量平台的上方；线扫描摄像机的镜头垂直于测量平台；
[0021]激光发射器，激光发射器至少为一个，设于测量平台的上方；激光发射器用于发出激光，并与放置在测量平台上的被测物形成夹角。
[0022]在进一步的技术方案中，激光发射器为两个；两个激光发射器平行设置，且两个激光发射器发出的激光波长不同。
[0023]在进一步的技术方案中，线扫描摄像机采用RGB三通道彩色相机。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术采用线扫描相机获取光条的明暗图像来被测物的深度信息，无需提取光条中心线，高效的重构被测物表面形态三维特征；高速，高精度检测物表面的微小起伏。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的系统架构图；
[0027]图2是本专利技术的激光横截面强度分布图；
[0028]图3是本专利技术激光光路示意图一；
[0029]图4是本专利技术激光光路示意图二；
[0030]图5是本专利技术的结构示意图。
[0031]附图中标注如下：
[0032]1‑
测量平台；2
‑
线扫描摄像机；3
‑
激光发射器。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0034]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1
[0036]如图1所示，一种平行间距快速检测方法，包括以下步骤：
[0037]101：将被测物放置于基准面上，将一条激光照射在被测物上，并与被测物的表面具有夹角；
[0038]需要说明的是，激光采用激光发射器发出，激光发射器射出一条中部向两侧逐渐变暗的激光至被测物上；
[0039]102：水平移动被测物，获取被测物移动前后激光的偏移量和激光的明暗变化量；
[0040]需要说明的是，被测物的上方设有线扫描摄像机，激光发射器按照一定的角度发
射激光，激光遇到被测物表面后将会反射回来，反射回来的光线被线扫描摄像机检测，如光线发生弯曲，即获取激光的偏移量L。
[0041]还需说明的是，激光横截面按强度分布表现为中心最高，并对称的向两侧单调降低，参照图2，建立直角坐标系，X轴为激光束横截面的宽度，Y轴为激光强度；设宽度为W，强度最高值为A，坐标轴原点位于激光束横截面的中心处；激光横截面的强度分布函数设为I(x)，这里设此段曲线的拟合函数为f(x)，f(x)的具体形式由激光束本身决定，则I(x)有如下函数表达式：
[0042][0043]103：根据激光的偏移、夹角和激光的明暗关系，得到被测物表面的高度起伏。
[0044]需要说明的是，如图3所示，激光偏移量L与被测物的垂直起伏距离H之间的函数关系为：
[0045]H＝L
·
tanα
[0046]式中，α为激光与被测物表面的夹角。
[0047]实际测量时L的长度需小于激光宽度的1/2，可以得到此方法能够测量的最大起伏满足函数：
[0048][0049]即测量的范围与激光宽度成正比，与夹角α也成正比。
[0050]本实施例中，还包括步骤：将激光照射在纯白背景样品进行测试，记录一次明暗变化与位置的关系，并记为标定函数。
[0051]需要说明的是，上述描述仅针对激光线的某一个横截面进行计算，得到的也仅是在被测物平行移动方向上的起伏特征。而一条完整激光束在此方法过程中可以得到整个平面的三维信息，但由于激光器在制造过程中的会出现不一致性，不同位置的横截面会有不同强度分布函数，所以利用纯白的平面背景进行测试，记录下整个测试宽度(垂直于移动方向)的三维的强度分布函数，即：在标准直角坐标系下，X
‑
Y平面为激光亮条的水平位置分布，Z轴为激光强度。
[0052]通过标定进一步消除结构性系统误差，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平行间距快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：将被测物放置于基准面上，将至少一条激光照射在所述被测物上，并与所述被测物的表面具有夹角；水平移动被测物，获取被测物移动前后所述激光的偏移量和激光的明暗变化量；根据所述激光的偏移、夹角和激光的明暗关系，得到所述被测物表面的高度起伏。2.根据权利要求1所述的一种平行间距快速检测方法，其特征在于，所述水平移动被测物，获取被测物移动前后所述激光的偏移量和激光的明暗变化量，包括：设置线扫描摄像机，所述线扫描摄像机逐帧记录激光的偏移量和激光的明暗变化量。3.根据权利要求2所述的一种平行间距快速检测方法，其特征在于，所述激光的数量为两个，设为激光a和激光b；所述激光a和激光b平行；根据激光a和激光b照射在被测物表面的强度变化，判断所述被测物的表面为平整、凸起或凹陷。4.根据权利要求3所述的一种平行间距快速检测方法，其特征在于，设所述激光a和激光b的平行距离为S；所述平行距离S为激光a宽度的一半或激光b宽度的一半。5.根据权利要求3所述的一种平行间距快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，蒋世奇，张雪原，李云冀，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：