[发明专利]位置测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置测量装置及测量方法，尤其涉及一种测量在一平面上运动的物体的空间位置的测量装置及测量方法。

背景技术

现有技术中，一种用于检测在一平面上运动的待测物体的位置的测量装置，包括一悬置于该待测物体上方以撷取该待测物体的图像的图像撷取装置、一用于处理该图像并计算出该待测物体的空间位置的处理器及一连接该图像撷取装置和该处理器用于将该图像传输至该处理器的一图像坐标系中的传输线，该图像撷取装置的镜头所在平面与该待测物体所在的平面相互平行。该位置测量装置使用样板比对算法(Template Matching)来识别该待测物体并计算该待测物体在该图像坐标系中的位置，即以该待测物体的图像制作样板图像，使用该样板图像从该图像坐标系的原点出发在该图像坐标系中搜寻出与该样板图像相同或者最为相似的一个区域，该区域即为该物体在该图像坐标系中的位置，相应地可换算出该待测物体在其运动的平面上的位置。由于该待测物体可能具有各种形状，如果该待测物体发生转动，那么该位置测量装置在使用样板比对算法前需先将该图像坐标系经过其他辅助算法进行前处理，确定该待测物体的旋转角度，以使该即时图像中的该待测物体与样板图像中的该待测物体的摆放角度相同，才能计算该待测物体在该图像坐标系中的位置。这样，使得该位置测量装置的计算过程变得复杂且耗时并浪费计算机资源。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种可测量在一平面上运动的各种待测物体的位置和旋转角度的位置测量装置。

一种位置测量装置，用于检测在一平面上运动的待测物体的位置和旋转角度，其包括一悬置于该待测物体上方以撷取该待测物体的图像的图像撷取装置、一用于处理该图像并计算出该待测物体的位置和旋转角度的处理器及一连接该图像撷取装置和该处理器用于将该图像传输至该处理器的一图像坐标系中的传输线，该图像撷取装置的镜头所在平面与该待测物体所在的平面相互平行，该位置测量装置还包括一装设于该待测物体上的光源模组，该光源模组上设有第一透明窗及第二透明窗，该图像撷取装置即时撷取该光源模组的图像，该处理器中相应的以该第一透明窗和该第二透明窗的图像作为样板图像，并通过样板比对算法计算出该待测物体在该平面上的即时位置和旋转角度，该第一透明窗及该第二透明窗二者的形状或尺寸满足该光源模组发生旋转后能通过样板比对算法确定该光源模组的第一透明窗和第二透明窗在该图像坐标系中的位置变化。

一种利用该位置测量装置进行位置测量的方法，包括以下步骤：将待测物体放置于一平面上确定的一初始位置；图像撷取装置撷取该待测物体的初始图像；通过样板比对算法获得光源模组的第一透明窗和第二透明窗的中心在处理器的图像坐标系中的初始坐标；该图像撷取装置撷取该待测物体移动或旋转后的即时图像；通过样板比对算法获得该光源模组的第一透明窗和第二透明窗的中心在该图像坐标系中的即时坐标；计算该待测物体在该图像坐标系中的即时位置和旋转角度；计算该待测物体在该平面上的即时位置和旋转角度。

相较于现有技术，该位置测量装置可直接通过样板比对算法来作为图像识别算法完成在一平面上运动的各种形状的待测物体的位置测量以及旋转角度测量。

附图说明

下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明位置测量装置的较佳实施方式的示意图。

图2是本发明位置测量装置的较佳实施方式的光源模组的立体分解图。

图3是本发明位置测量装置的较佳实施方式的光源模组的立体组合图。

图4是本发明位置测量装置的较佳实施方式的样板图像。

图5是本发明位置测量装置的较佳实施方式的图像撷取装置撷取的待测物体的初始图像。

图6是本发明位置测量装置的较佳实施方式的图像撷取装置撷取的待测物体的即时图像。

图7是本发明位置测量方法的较佳实施方式的流程图。

具体实施方式

请参考图1，本发明位置测量装置的较佳实施方式，用于检测在一X-Y平面上运动的一待测物体50的位置和旋转角度，其包括一图像撷取装置10、一传输线20、一处理器30及一光源模组40。

请参考图2及3，该光源模组40呈立方体，其包括一一端开口的容置体41、一光源42以及一顶板43。该顶板43上设有一圆形透明窗431和一圆环形透明窗432。该光源42收容于该容置体41内，该顶板43装设于该容置体41的开口。该光源模组40或该容置体41的长、宽分别为S_L(mm)和S_W(mm)。