[发明专利]一种基于激光标定的图像尺寸测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉在线检测领域，尤其是利用一种激光标定的方法实现流水线产品尺寸在线检测。

背景技术

在工业生产的流水线上，需要测量生产产品的尺寸参数是否达标，例如模具、一些机械零部件的尺寸。在实际的工厂生产中，对生产产品的测量仍然停留在接触式测量水平上(主要指千分尺、游标卡尺、卡规法)，这种传统测量方法具有主观性，费时费力、测量的精度不高。

近年来随着计算机技术和数字图像处理技术的发展，开始借助于计算机视觉技术对图像进行测量。在这类方法中比较典型的测量方法是标定标准量块然后对所获得的图像进行图像测量法，这种方法相对于传统的测量方法能实现非接触测量，但是对待测件的测量属于离线检测，需要把生产产品固定到标准夹具上面，不便于对工业生产中流水线上产品的尺寸检测。另外还有一种标定方法是标准网格平面标定法，该方法的缺点也是不便应用于流水线产品尺寸检测，而且标定起来比较繁琐麻烦。实际的工业产品检测中急需一种能够在线检测的系统，新系统的标定方法应能够实现非接触高精度的测量，并能够满足工业环境的使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服上述现有的技术缺点，提出一种新的激光标定方法来实现对待测工件的非接触式测量。本发明的结构包括带有标尺的激光器标定支架、两个激光器、CCD成像器件，测量的过程中需要把激光器夹持在支架上面，调整支架使激光器发射的光线平行。

本发明采用的技术方案是：标定两个激光器之间的距离，让激光器发射的平行光发射到待测工件上，用CCD获取包含激光光斑和待测件的图像，利用matlab图像处理算法获得两个光斑中心之间的像素个数和待测工件外形参数所占的像素数，求的比例因子，再利用已知光斑中心点之间的时间距离，可以计算出待测工件的外形尺寸。

本发明提供的方法不需要保证被测工件与CCD平面之间平行，也不需要激光平面与待测工件垂直，能够实现流水线在线尺寸测量，而且具有测量精度高、简便的优点，使基于视觉的测量方法走向实用。

附图说明

图1是激光器以及标定支架结构图；

图2是本测量方法的流程图；

图3是整个测量的场景图。

图中1.激光器 2.夹持工具 3.带有标尺的导轨 4.底座 5.待测件 6.激光光斑 7.CCD相机 8.主机 9.显示器

发明的具体实施方式

本发明采用一新的激光标定方法对待测工件5进行测量，该标定方法需要两个激光器2和两个激光器夹持工具2，把激光器1安装于夹持工具2上，调整激光器1以使两个激光器1发射的光线平行，调节激光器使发射的光线平行的过程至关重要，决定着后续测量的精度。

该方法能够灵活的应用于各种生产场合，不需要待测工件脱离工作环境，可以把测量系统安装于流水线上实现流水线产品参数的在线测量，有利于提高整个测量过程的自动化过程。对于一个待测工件，该方法主要包括激光器1的标定、获得图片、图像处理、测量等步骤组成，如图2所示，各个步骤的具体说明如下：

1.激光器1的标定

对测量系统的激光标定装置进行参数标定，用标尺标定出的两个激光器1之间的距离，并使激光器1发出的光线平行。在本实例中待测物5是一个边长为465×137.31mm的长方形，所以我们可以把激光器1的距离调整为300mm到400mm，在本实例中我们调整激光器1之间的距离为为l为350mm，这个距离能够保证比较高的精确度。如果待测物件5较小则应该调整激光器1之间的距离小于待测5工件尺寸，具体距离多少要根据待测件的尺寸大小做出决定，这样调整的目的是在用matlab进行图像处理的的时候尽量减小比例因子K的误差。在本实例中待测件与激光器之间的距离为2000mm。

2.获得图片将激光器1发射的两束平行光投射到待测工件5上，然后用焦距为12mm、光圈为1/3的CCD相机7拍摄含有激光光斑6和待测工件5的二维图像，借助于labview的图像采集卡1411把拍摄的模拟图像转换为数字图像传输到电脑上。

3.图像处理