[发明专利]一种不规则物体的尺寸测量方法及测量装置

说明书

本发明公开了一种不规则物体的尺寸测量方法及测量装置，其特征在于，方法包括：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，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、测量。装置包括：载物台、移载组件及扫描测量装置，扫描测量装置包括三维扫描组件、显示器和控制器；三维扫描组件包括多轴机械臂及相机、组合光源和位移传感器。本发明扫描速度快，测量时间短，测量精度高，自动化程度高。

技术领域

本发明涉及尺寸测量技术领域，具体来说，是一种不规则物体的尺寸测量方法及测量装置。

背景技术

传统的测量方法主要是使用人力对待测物体进行检测，但是对于工业领域的精密零部件而言，使用传统的测量方法进行检测显然工作效率极低，并且很难测得准确的数据。

目前，诸如基于机器视觉的测量方法、排水法、超声波测量法、激光扫描法等智能测量方法越来越多的应用于产品外观检测。但上述测量方法均不同程度的存在一些弊端，例如：会对被测物体造成一定程度的损害，测量过程不方便，仪器价格昂贵，设备操作复杂，测量数据不准确等等诸多问题。

发明内容

鉴于以上，本发明旨在提供一种不规则物体的尺寸测量方法及测量装置，以克服现有技术中存在的缺陷与不足。

本发明采用的技术方案是：一种不规则物体的尺寸测量方法，其特殊之处在于，该方法包括以下步骤：

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。

优选的，所述步骤1中的标定板的精度不低于0.001mm。

优选的，所述步骤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，使用多角度组合光源对模板零件进行照明，通过机械臂带动相机转动，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；

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。

优选的，所述步骤202中，为了不损失图像边缘信息，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。

优选的，所述步骤3的待测零件测量，包括：

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；

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。