[发明专利]一种全自动压痕测量装置及方法

权利要求书

1.一种全自动压痕测量装置，其特征在于，包括电动载物台、图像捕获模块和运算处理模块；所述电动载物台、图像捕获模块均与运算处理模块相连；

所述电动载物台，用于放置待测物体；

所述图像捕获模块，用于获取放置在电动载物台上待测物体的图像，并将图像传送给运算处理模块；

所述运算处理模块，用于处理来自图像捕获模块获取的图像，控制电动载物台水平移动以使待测物体表面处于图像捕获模块的视场中，控制电动载物台升降以使待测物体表面处于图像捕获模块的合焦面上，并求解待测物体表面压痕数据。

2.根据权利要求1所述的全自动压痕测量装置，其特征在于，所述图像捕获模块包括摄像头和光学放大镜片模组；

所述摄像头通过光学放大镜片模组的光路获取放置在电动载物台上待测物体的图像，并将图像传送给运算处理模块；

所述光学放大镜片模组为可切换式的。

3.根据权利要求2所述的全自动压痕测量装置，其特征在于，多个光学放大镜片模组组装在一圆形电控转塔上，运算处理模块控制电动转塔自动旋转，实现不同光学放大镜片模组的电动切换。

4.根据权利要求2所述的全自动压痕测量装置，其特征在于，光学放大镜片模组采用插拔式安装在圆形电控转塔上。

5.一种全自动压痕测量方法，其特征在于，采用权利要求1～4所述的全自动压痕测量装置进行压痕测量，包括以下步骤：

步骤1、图像捕获模块获取放置在电动载物台上的待测物体表面图像，并传输给运算处理模块；

步骤2、运算处理模块基于图像捕获模块获取的图像，控制电动载物台水平移动以使待测物体表面处于图像捕获模块的视场中，控制电动载物台升降以使待测物体表面处于图像捕获模块的合焦面上；

步骤3、运算处理模块利用图像捕获模块当前获取的图像，解算出压痕的数学解析解。

6.根据权利要求5所述的全自动压痕测量方法，其特征在于，所述步骤2中，运算处理模块通过以下控制，使待测物体表面处于图像捕获模块的合焦面上：

2.1)控制电动载物台运动至行程最低位置；

2.2)控制电动载物台按照所设步长，逐步靠近图像捕获模块中的摄像头，运动至行程最高位置，并逐步获取图像捕获模块所拍摄的图像；

2.3)针对逐步获取的每一帧图像，分别提取其高频成分；构建一个以电动载物台运动距离为深度轴，对应图像的高频成分为二维图像平面的三维合焦信息；确定三维合焦信息中高频成分最多的二维图像平面，解算出该二维图像平面所对应的电动载物台运动距离所对应的绝对位置，将其视为图像捕获模块的合焦面；

2.4)控制电动载物台运动至图像捕获模块的合焦面上。

7.根据权利要求1所述的全自动压痕测量方法，其特征在于，所述步骤3中，运算处理模块通过以下步骤解算出压痕的数学解析解：

3.1)对当前获取的图像进行预处理，得到其二值图像；

3.2)在二值图像中寻找最大连通区域，求得最大连通区域的最小包围框；对当前获取的图像进行灰度化处理，获得其灰度图；在该灰度图中选择与上述最小包围框对应的区域作为感兴趣区域；

3.3)在感兴趣区域中寻找边缘点，基于寻找到的边缘点数据得到压痕各条边缘所在直线的数学解析式；

3.4)联立压痕各条边缘所在直线的数学解析式，求解压痕各条边缘的交点，实现压痕边缘角点定位。