[實用新型]一種微小物體表面積精密測量裝置

有效

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• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN202511769U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 趙鵬
• 申請（專利權）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

一種微小物體表面積精密測量裝置，屬于利用光學手段進行測量和分析的技術領域。

背景技術

機器視覺中的圖像測量技術是近20年來在測量領域形成的新型測量技術，它把圖像作為檢測和傳遞信息的手段或載體加以利用，完成對幾何量尺寸測量、生物制品檢測、航空遙感測量等多種測量任務。這種技術能夠適應許多新的生產(chǎn)制造工藝的測量要求，例如對易變形零件尺寸、微小尺寸、曲面輪廓及零件孔距的測量。

在圖像測量領域中，圖像目標的像素面積指圖像目標所包含的像素個數(shù)測量是一個關鍵問題，它可以分成2類：即具有規(guī)則幾何形狀的目標和任意不規(guī)則形狀的目標像素面積計算問題。對于前者，一般采用從目標重心到輪廓點的積分法或者通過角點/頂點的檢測并且應用面積公式計算。對于后者，采用對曲線包圍的內(nèi)部像素計數(shù)來求解，一般采用下面的公式：

在上式中，為目標邊界上對應于坐標值為的坐標最大值；為目標邊界上對應于坐標值為的坐標最小值。關于圖像目標內(nèi)部像素的提取，當圖像目標像素和圖像背景像素的灰度差別較大時，可以使用常用的閾值分割法進行處理。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型設計了一種微小物體表面積精密測量裝置；該裝置具有可以實現(xiàn)多個微小物體表面積的快速準確測量的優(yōu)點。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種微小物體表面積精密測量裝置，包括圖像式位移測量系統(tǒng)、圖像式自動調焦瞄準系統(tǒng)；

所述圖像式位移測量系統(tǒng)包括能夠隨工作臺在導軌上運動的光學標尺，以及在光學標尺上方，保持靜止狀態(tài)的縱向讀數(shù)CCD和橫向讀數(shù)CCD，縱向讀數(shù)CCD和橫向讀數(shù)CCD感光面垂直于光軸，對光學標尺準焦成像，得到的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路輸送到計算機進行處理；還包括配置在工作臺表面與導軌方向一致的測量角錐棱鏡、分光鏡與參考鏡以及雙頻激光器，雙頻激光器發(fā)射的光束經(jīng)分光鏡與參考鏡入射到角錐棱鏡后返回；

所述圖像式自動調焦瞄準系統(tǒng)包括瞄準CCD、配置在瞄準CCD下方、被測物上方的環(huán)形光源，瞄準CCD同配置在其前方的成像光學系統(tǒng)相對靜止，并一起沿圖像式自動調焦瞄準系統(tǒng)光軸方向移動，使瞄準CCD準焦接收來自與導軌方向平行放置的被測物表面的反射光線。

上述一種微小物體表面積精密測量裝置，所述的光學標尺為二維標尺。

上述一種微小物體表面積精密測量裝置，所述的環(huán)形光源的中心開有圓口且截面圖形為三角形，環(huán)形光源直徑為100mm，中間開口直徑為45mm，光源，截面三角形的頂角為116°，沿半徑方向等間距配置LED。

上述一種微小物體表面積精密測量裝置，所述圖像式自動調焦瞄準系統(tǒng)還包括光源、孔徑光闌、調焦裝置以及步進電機，光源發(fā)射的光線經(jīng)過孔徑光闌以及相應光學系統(tǒng)調整后變成平行光，穿過工作臺經(jīng)成像光學系統(tǒng)由瞄準CCD成像；得到的圖像經(jīng)接口電路輸送給計算機，并由計算機驅動步進電機控制調焦裝置，調整成像光學系統(tǒng)以及瞄準CCD所組成的系統(tǒng)，使瞄準CCD對被測物準焦成像。

由于本實用新型采用圖像式位移測量系統(tǒng)和圖像式自動調焦瞄準系統(tǒng)的組合形式，并在被測物上方配置環(huán)形光源，在導軌方向配置測量角錐棱鏡、分光鏡與參考鏡以及雙頻激光器；使得該裝置具有可以實現(xiàn)多個微小物體表面積的快速準確測量的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是一種微小物體表面積精密測量裝置總體結構圖。

圖2是環(huán)形光源11及LED配置。

圖3是自動調焦瞄準系統(tǒng)結構簡圖。

圖中：1光學標尺、2縱向讀數(shù)CCD、3橫向讀數(shù)CCD、4瞄準CCD、5被測物、6工作臺、7導軌、8測量角錐棱鏡、9分光鏡與參考鏡、10雙頻激光器、11環(huán)形光源、12光源、13孔徑光闌、14調焦裝置、15步進電機、16接口電路、17計算機。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型具體實施例作進一步詳細描述。