[发明专利]多重表面对焦系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像量测系统及方法，尤其涉及一种多重表面对焦系统及方法。

背景技术

影像量测是目前精密量测领域中最广泛使用的量测方法，该方法不仅精度高，而且量测 速度快。影像量测主要用于工件(零件或者部件)的尺寸误差和形位误差的测量，对保证产 品质量起着重要的作用。

一般而言，影像量测方法是采用影像量测机台，如VMS(Vision Measuring System)， 撷取待测工件的影像，然后将获取的工件影像传送给主机，通过主机中的量测软件对工件影 像做进一步的处理。

在测量待测工件的轮廓或表面高度前，通常需要进行影像对焦，使得待测工件的表面到 CCD(Charge Coupled Device)镜头的距离等于焦距。之前的影像自动对焦方法为：在一定 范围内移动CCD镜头，并不断获取待测工件上表面的影像，然后根据获取的影像资料计算出 CCD镜头的焦点位置。但是，这种方法不能区分待测工件上表面的影像和下表面的影像，如 果待测工件为透明的薄件，则利用这种方法自动对焦时，待测工件的上、下两个表面的影像 都有可能被CCD镜头获取，导致计算出的CCD镜头的焦点位置不准确。例如，本应该将CCD镜 头对焦到上表面，对焦结果却是下表面，或本应该将CCD镜头对焦到下表面，对焦结果却是 上表面。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种多重表面对焦系统，其可自动对指定的待测工件表面进 行对焦。

鉴于以上内容，还有必要提供一种多重表面对焦方法，其可自动对指定的待测工件表面 进行对焦。

一种多重表面对焦系统，包括主机和影像量测机台，所述主机包括：选择模块，用于在 影像量测机台截取的待测工件的影像中选择对焦表面、对焦位置及对焦范围；粗略对焦模块 ，用于控制影像量测机台的CCD镜头移动寻找粗略的焦点位置；精确对焦模块，用于控制 CCD镜头以该粗略的焦点位置为中心，在设定的精确距离内沿Z轴方向从下至上进行移动，并 不断截取待测工件的影像及CCD镜头的Z轴坐标；所述精确对焦模块，还用于对每个所截取的 待测工件的影像，以所选对焦位置为中心，选取所述对焦范围大小的区域，计算出该区域的 清晰度作为该影像的清晰度；数据处理模块，用于根据均值过滤算法对影像清晰度及对应 CCD镜头的Z轴坐标进行过滤；所述数据处理模块，还用于对过滤后的CCD镜头的Z轴坐标进行 等距细化，得到新的Z轴坐标及新的影像清晰度；所述精确对焦模块，还用于根据选择的对 焦表面、新的Z轴坐标及新的影像清晰度，计算出精确的焦点位置，将CCD镜头移到该精确的 焦点位置。

一种多重表面对焦方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：在影像量测机台截取的待 测工件的影像中选择对焦表面、对焦位置及对焦范围；控制影像量测机台的CCD镜头移动寻 找粗略的焦点位置；控制CCD镜头以该粗略的焦点位置为中心，在设定的精确距离内沿Z轴方 向从下至上进行移动，并不断截取待测工件的影像及CCD镜头的Z轴坐标；对每个所截取的待 测工件的影像，以所选对焦位置为中心，选取所述对焦范围大小的区域，计算出该区域的清 晰度作为该影像的清晰度；根据均值过滤算法对影像清晰度及对应CCD镜头的Z轴坐标进行过 滤；对过滤后的CCD镜头的Z轴坐标进行等距细化，得到新的Z轴坐标及新的影像清晰度；根 据选择的对焦表面、新的Z轴坐标及新的影像清晰度，计算出精确的焦点位置；将CCD镜头移 到精确的焦点位置。

相较于现有技术，所述的多重表面对焦系统及方法，其可对指定的待测工件表面进行对 焦，提高了影像对焦的准确性。

附图说明

图1是本发明多重表面对焦系统较佳实施例的系统架构图。

图2是影像量测机台的结构示意图。

图3是本发明计算影像清晰度的示意图。

图4是本发明根据均值过滤算法对影像清晰度进行过滤的示意图。

图5是本发明对CCD镜头的Z轴坐标进行等距细化的示意图。

图6是本发明闭合区域CR的示意图。

图7是本发明计算闭合区域CR平分线的示意图。

图8是本发明多重表面对焦方法较佳实施例的流程图。

图9是图8中步骤计算精确焦点位置的具体流程图。

具体实施方式