[发明专利]一种不规则物体的尺寸测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种不规则物体的尺寸测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、相机标定，通过静置的标定板对动态的相机进行标定，获得相机内参、外参和畸变参数，得出在相机坐标系下的坐标与图像像素坐标之间的关系；

步骤2、识别算法建立，通过对模板零件进行图像采集、图像滤波、边缘提取、3D模型构建、算法优化，建立一套识别算法；

步骤3、待测零件测量，基于步骤2所构建的识别算法对待测零件进行测量；

其中，步骤2识别算法的建立，包括以下步骤：

步骤201、制作一模板零件，并将该模板零件的数据标定为标准数据，对模板零件进行照明并控制相机转动，采集模板零件不同平面多角度图像，获得模板零件的完整图像；

步骤202、对步骤201获取的图像进行图像滤波、边缘提取及去噪处理，获得模板零件的图像边缘特征；所述图像滤波采用一种基于快速中值的自适应均值滤波算法；先对图像进行反转以增强零件边缘与背景的对比度，通过快速中值法计算滤波窗口的中值，自适应地选取合适的阈值来对滤波系数加以优化；

步骤203、将处理后的图像，通过多视角三维重建技术构建模板零件3D模型，并将构建后的模型进行分割；

步骤204、对分割后的模型进行测量，并与标定的标准数据进行对比，校正识别算法的误差;

其中，步骤3测量待测零件，包括以下步骤：

步骤301、使用多角度组合光源对待测零件进行照明，通过机械臂带动相机转动，采集待测零件不同平面多角度图像，获得待测零件的完整图像；

步骤302、对步骤301获取的图像先进行位置检测，再进行图像滤波、边缘提取及去噪处理，提得待测零件的图像边缘特征；所述位置检测是用模板零件的图像边缘特征对待测零件的图像进行纵向与横向的移动匹配，根据基于灰色值的模板匹配算法计算待测零件图像与模板图像的各个位置的相关程度，并根据各个位置相关程度的大小确定待测零件的不同表面在图像中的位置，完成待测零件的位置检测定位标注的操作

步骤303、将处理后的图像，通过多视角三维重建技术构建待测零件3D模型，并将构建后的模型进行分割；

步骤304、利用步骤2所构建的识别算法对分割后待测零件的3D模型进行测量。

2.如权利要求1所述的一种不规则物体的尺寸测量方法，其特征在于，

所述步骤1中，标定板的精度不低于0.001mm。

3.用以实施权利要求1-2任一权项所述测量方法的一种不规则物体的尺寸测量装置，其特征在于，该装置包括：

载物台、移载组件，所述载物台上方依次设有上料区、扫描区和下料区；

所述移载组件以滑动连接的方式活动安装于载物台上，所述移载组件用以放置模板零件或待测零件，通过移载组件在载物台上的滑移实现模板零件或待测零件在上料区、扫描区和下料区之间的输送传递；

所述扫描区配置有扫描测量装置，所述扫描测量装置包括三维扫描组件、显示器和控制器；

所述三维扫描组件包括多轴机械臂，以及固定安装于多轴机械臂上的相机、组合光源和位移传感器。

4.如权利要求3所述的一种不规则物体的尺寸测量装置，其特征在于，

所述相机通过回转驱动机构安装于多轴机械臂的前端，该回转驱动机构用以实现相机扫描过程中的动态旋转。

5.如权利要求3所述的一种不规则物体的尺寸测量装置，其特征在于，

所述位移传感器用于检测多轴机械臂的位移量，通过其数据辅助计算相机参数。

6.如权利要求3所述的一种不规则物体的尺寸测量装置，其特征在于，

所述相机采用的是搭载有自动变焦工业光学镜头且像素在2500万至4300万之间的工业摄像机。