[发明专利]一种基于双目视觉的糖果几何尺寸测量系统和方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的糖果几何尺寸测量系统，其特征在于，该系统包括：第一视觉系统（1）、第二视觉系统（2）、第一光源（3）、第二光源（4）、调整平台（5）和计算机（6），其中：

所述第一视觉系统（1）固定在垂直于底座（11）的第一支架（13）上；

所述第二视觉系统（2）安装于第二支架（14）上且指向所述第二光源（4），所述第二支架（14）固定于所述底座（11）上，使得所述第二视觉系统（2）能看清置于第一光源（3）上的糖果（15）；

所述调整平台（5）安装于所述底座（11）上，并使得所述调整平台（5）的中心位于所述第一视觉系统（1）的光轴线上；

所述第一光源（3）固定于所述调整平台（5）上，可以随着调整平台（5）做旋转运动，为所述第一视觉系统（1）提供背景光源；

所述第二光源（4）安装于第三支架（12）上，使得所述第二光源（4）的中心位于所述第二视觉系统（2）的光轴线上，为所述第二视觉系统（2）提供背光光源；

所述第一视觉系统（1）指向所述第一光源（3）的发光面，所述第二视觉系统（2）指向所述第二光源（4）的发光面；

被检测的糖果（15）随机放置于所述第一光源（3）的上表面上；

所述第一视觉系统（1）通过第一视觉连接线（7）连接至所述计算机（6）；所述第二视觉系统（2）通过第二视觉控制线（8）连接至所述计算机（6）；所述调整平台（5）通过第二控制线（10）连接至所述计算机（6）；所述第一光源（3）通过第一控制线（9）连接至所述计算机（6）。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调整平台（5）具有一个旋转自由度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一视觉系统（1）和第二视觉系统（2）均由摄像机和远心镜头构成。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统利用千分尺所述第一视觉系统（1）和第二视觉系统（2）进行标定，采用微米级精度的标定量块对所述第二视觉系统（2）的光轴方向进行标定。

5.一种利用权利要求1所述的测量系统对3.8g糖果的几何尺寸进行测量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1：对测量系统进行初始化，通过调整平台（5）的旋转将第一光源（3）调整到合适的位置，打开所述第一光源（3）和第二光源（4），采集第一视觉系统（1）和第二视觉系统（2）的当前图像作为其各自的背景图像，并且通过第一光源（3）上表面在第二视觉视觉系统（2）中的成像，从上到下扫描边缘点，得到第一光源（3）上表面的直线方程，作为测量糖果高度的基准直线；

步骤S2：将3.8g的糖果随机放到所述第一光源（3）的上表面上，使得所述糖果在所述第一视觉系统（1）和第二视觉系统（2）中清晰完整的成像；

步骤S3：对所述第一视觉系统（1）得到的糖果图像进行处理，得到所述糖果边缘的最长和最短距离，即为所述糖果的长度和宽度；

步骤S4：对所述第二视觉系统（2）得到的糖果图像进行图像处理得到所述糖果的厚度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：

首先，对于所述第一视觉系统（1）得到的糖果图像，运用背景差分法和固定阈值法得到关于糖果边缘的二值化图像；

然后，根据所述二值化图像得到所述糖果的边缘点集，利用一对平行线沿着边缘点集进行360度旋转相切，得到所述糖果边缘的最长和最短像素值，再乘以所述第一视觉系统（1）的像素当量，最终得到所述糖果边缘的最长距离和最短距离。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：对于所述第二视觉系统（2）得到的糖果图像，采用固定阈值法扫描得到所述糖果的最高点在所述糖果图像中的坐标，计算得到所述最高点到基准直线的垂直距离，并使其乘以所述第二视觉系统（2）的像素当量，得到所述糖果的高度。