一种自动影像测量系统技术方案

一种自动影像测量系统，属于一种采用测量工件影像的方式自动进行工件测量的计算机系统，主要用于观察、测量和分析工件产品，包括：用于捕捉工件影像，显示工件各个部分结构的影像显示模块；利用几何图形测量工具对影像显示模块中显示的工件影像进行形位测量的测量模块；记录测量结果，以图形和数据的形式显示出来，并以ＤＸＦ文件格式记录测量程序的记录模块；对测量数据进行分析，包括图元公差判断以及ＳＰＣ数据图的数据分析模块；用于导出测量数据及分析结果的报表输出模块。该系统为模块化设计，具有很高的移植性和更新效率；具有的自动拍照、自动对焦、自动光源控制、ＳＰＣ数据分析等功能，大大提高了测量的效率，获得的分析数据也更全面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种测量工件的计算机系统，尤指一种采用测量工件影像的方式自动 进行工件测量的计算机系统。
技术介绍
随着科学技术的进步，人们一直在开发不同的测量仪器，以适应工业生产的不同 测量需求。工业上对产品的质量和规格要求越来越高，促使测量技术不断提高，尤其是在精 度方面。有些测量技术已采用了光、声等原理来对一些复杂的项目进行测量，并取得较好的 测量效果和较高的测量精度。目前存在的一些系统采用测量工件影像的方式对工件进行测 量，这些系统相对于传统的测量工具来说，其测量精度较高，测量也很方便、彳艮快捷，但由于 系统自身功能的限制，无法测量一些结构复杂的工件，对所测得的数据不能进行自动分析， 也不能形成直观的图形数据显示，也没有文档输出和打印输出的功能。对形成工件影像起 重要作用的光源，也无法进行很好的控制，对具有不同结构的工件，要形成清晰的影像，就 需要对光源的照射方式进行调控，也就需要更先进的控制技术了。对于一些对焦、拍照、变 倍等技术，未能实现自动操作，自动化性能不够全面
技术实现思路
本专利技术针对以上技术存在的不足，提供了一种自动影像测量系统。本专利技术所采取的技术方案如下一种自动影像测量系统，用于观察、测量和分析工件产品。包括影像显示模块、测 量模块、记录模块、数据分析模块和报表输出模块。所述影像显示模块，用于捕捉工件影像，显示工件各个部分的结构，包括光源控制 子模块、图像标定子模块、自动区域对焦子模块、自动拍照子模块和自动变倍子模块。其中， 光源控制子模块包括表面光源控制、轮廓光源控制和同轴光源控制；图像标定子模块用于 确定像素与数据单位之间的比例关系；自动区域对焦子模块用于获得工件影像的最佳对焦 点；自动拍照子模块包括地图拍照、地图导航和导入导出图片。测量模块，利用几何图形测量工具对影像显示模块中显示的工件影像进行形位测 量，包括2D测量子模块和3D测量子模块。其中，2D测量子模块用于对二维空间内的几何图 形进行测量，测量工具包括点工具、直线工具、圆工具、圆弧工具、距离工具、角度工具、间距 工具、矩形工具、“0”形环工具和平面工具；测量单元的构成方式包括多点拟合、相交、中点 构成、垂直、平分、中点圆、正切、内切圆、外切圆和最小范围圆；取点方式包括手动取点、自 动对焦取点、圆形框取点、矩形框取点、第一边缘点和轮廓圆取点；扫描方式包括直线扫描、 圆扫描和弧扫描；3D测量子模块采用探针接触的方式对三维空间内的几何图形进行测量， 测量工具包括空间点工具、同向距离工具、外侧距离工具、内侧距离工具、外侧圆工具、内侧 圆工具、外侧弧工具、内侧弧工具、平面工具、二面角工具、同向平行距工具、外侧平行距工 具、内侧平行距工具和圆锥工具。记录模块，记录测量模块所测得的结果，以图形和数据的形式显示出来，并以DXF 文件格式记录测量程序，可实现自动测量。其包括图元显示子模块、数据显示子模块和保 存测量程序子模块，其中，图元显示子模块用于将测量结果以图形方式直观的显示出来，包 括图元的状态、图元平移、图元旋转、图元镜像和图元标注；数据显示子模块用于显示图元 几何属性和图元公差状态；保存测量程序子模块以DXF文档格式保存一个工件的测量的全 部过程，以实现测量过程的自动执行。图元标注包括包括卷标和标注；卷标可以在测量图 像窗口上标示选取的测量单元，标注则包括距离标注、角度标注、半径标注、直径标注以及 线性标注；其中，距离标注可对线与线的距离、点到线的垂直距离、圆心之间的距离进行标 注；角度标注用于不同图形单元之间角度大小的标注；半径标注用于圆或圆弧半径大小的 标注；直径标注用于圆或圆弧直径大小的标注；线性标注用于水平方向和垂直方向上的距 离的线性标注。 数据分析模块，对记录模块中所记录的测量数据进行分析，包括图元公差判断以 及SPC数据图。其中，图元公差判断是对工件的尺寸、位置度、拟合位置度、表面轮廓度、真 直度、垂直度、平行度、倾斜度、线轮廓度、最大最小实际尺寸、真圆度、平面度和同心度的公 差进行判断；SPC数据图用于给出判定产品生产合格与否的Ca、Cp、Cpk值以及变化曲线图。报表输出模块，用于导出数据分析模块中的数据及分析结果，包括Excel文档输 出、TXT文档输出、Word文档输出、数据及图形打印。本专利技术的有益效果在于该系统为模块化设计，具有很高的移植性以及更新效率； 具有的自动拍照、自动对焦、自动光源控制、SPC数据分析等功能，极大地提高了测量的效 率，并且获得的分析数据更全面更准确；测量精度也很高，能控制在5u范围内。附图说明图1为本专利技术的结构框图；图2为本专利技术的主要流程图。图中影像显示模块10，测量模块20，记录模块30，数据分析模块40，报表输出模块50，光源控制子模块101，图像标定子模块102，自动区域对焦子模块103，自动拍照子模块104，自动变倍子模块105，2D测量子模块201，3D测量子模块202，图元显示子模块301，数据显示子模块302，保存测量程序子模块303，图元公差判断401，SPC 数据图 402，Excel 文档输出 501，TXT文档输出502，Word文档输出503，数据及图形打印504。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明如图1所示的本专利技术的结构框图，图中，一种自动影像测量系统，用于观察、测量 和分析工件产品，包括影像显示模块10、测量模块20、记录模块30、数据分析模块40和报表 输出模块50。所述影像显示模块10，是以高倍率放大并捕捉工件影像，可清晰显示工件各个部 分的结构。其包括光源控制子模块101、图像标定子模块102、自动区域对焦子模块103、自 动拍照子模块104和自动变倍子模块105。 光源控制子模块101又包括表面光源控制、轮廓光源控制和同轴光源控制。其中， 表面光源是由一组环绕在镜头下方的环形LED灯泡所组成，它能够选择全光源、环光源、区 段光源或区块光源等模式作为最适合的光源来进行控制。轮廓光源来自工件底部，单独使 用轮廓光源可使工件产生黑白对比明显的轮廓，适合通透孔及工件边缘的测量，而太强的 轮廓光会产生“光晕”，造成测量上的失真，所以要选择最少又足以清晰分辨工件轮廓的光 源。同轴光源是透过镜头下方的反射透镜撷取来自镜头侧边的光源而形成的，与镜头中心 同轴射出，主要应用在高倍率测量或者是盲孔及平坦表面的测量。图像标定子模块102是通过拾取影像不同位置的像素来获取像素与单位距离之 间的比例关系，是系统测量及数据分析的基础。自动区域对焦子模块103用于获得工件影像的最佳对焦点，其对焦原理是基于影 像的对比。例如，当我们使用校正片时，搭配些许的轮廓光源，会在校正片上的黑区、白区和 灰区获得焦距，因为在此工件上可找到足够的影像对比来执行自动对焦。当镜头高度调整 到接近焦距位置时，系统将自动微调Z轴高度以获得测量位置正确的焦距，取点时应将该 点落在十字线中心的方框内使取得的像素大小保持固定，在低倍率时，因方框内包含的区 域较大，对焦的变量增加，致使所取得的焦距变动较大，所取得的值不固定，因此，在倍率较 高时，所取得的焦距才清晰可靠。自动拍照子模块104包括地图拍照、地图导航和导入导出图片。对所需图像部分 进行拍照，从而将动态的图像转换为多个静态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动影像测量系统，用于观察、测量和分析工件产品，其特征在于，包括：　　影像显示模块，用于捕捉工件影像，显示工件各个部分的结构；　　测量模块，利用几何图形测量工具对影像显示模块中显示的工件影像进行形位测量；　　记录模块，记录测量模块所测得的结果，以图形和数据的形式显示出来，并以ＤＸＦ文件格式记录测量程序，可实现自动测量；　　数据分析模块，对记录模块中所记录的测量数据进行分析，包括图元公差判断以及ＳＰＣ数据图；　　报表输出模块，用于导出数据分析模块中的数据及分析结果，包括Ｅｘｃｅｌ文档输出、ＴＸＴ文档输出、Ｗｏｒｄ文档输出、数据及图形打印。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雄良，
申请(专利权)人：东莞市嘉腾仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]