[發明專利]一種基于全自動圖像搜索建立測量工件坐標系的方法

有效

• 申請號: 201310464500.6
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103486968A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李越;徐昕;蔡雄飛;楊聰
• 申請（專利權）人: 蘇州天準精密技術有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種建立測量工件坐標系的方法，尤其是一種基于全自動圖像搜索建立測量工件坐標系的方法。

背景技術

在自動影像測量領域，全自動批量測量被大范圍應用于制造業品質管控。同型號的產品被依次放到測量平臺上，通過機械治具對齊或者軟件對齊的方式確定工件和圖紙的對應關系，即建立基于當前工件的測量工件坐標系，以便自動定位測量被測的各個幾何元素。

當用機械治具對齊時，需要針對特定產品設計特定的治具并固定在測量平臺上，操作者需要把工件一次放在治具上并按指定的操作流程使工件靠緊治具，后續的測量全部自動完成。該方法優點是測量效率高，缺點是操作者若未按要求靠緊工件有可能導致測量結果不準確，而且當切換被測工件時有可能需要拆卸安裝上不同的治具，切換代價比較高。

當用軟件手動指定對齊的方式時，無需在測量平臺上加裝治具，工件隨意的放在儀器可測量的范圍內，操作者需要手動指定工件上的基準線或基準圓或其他基準元素，軟件由基準元素和其他需測量的元素之間的幾何關系自動計算出所有被測元素的位置，自動完成后續所有測量。該方法優點是切換測量不同工件時很方便，缺點是每次測量時需要人工指定基準元素使得整體測量效率變低。

綜上所述，兩種方法都有其缺陷。

發明內容

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：

一種基于全自動圖像搜索建立測量工件坐標系的方法，包括以下步驟：

1.在影像測量儀的鏡頭影像區內將工件全部或部分的圖像設定為基準圖像。

2.再將待測工件任意放置在影像測量儀的圖像顯示區域內，由鏡頭獲取待測工件的圖像，并將該待測工件的圖像傳送至鏡頭影像區內。

3.開始搜索當前圖像的信息。首先對當前圖像和基準圖像分別進行尋邊算法中的二值化處理，就是將圖像通過適當的閥值選取而獲得仍然可以反映圖像特征的二值化圖像。所有灰度大于或等于閾值的像素被判定為屬于待測工件，其灰度值用1表示；所有灰度小于閾值的像素被判定為屬于待測工件以外，其灰度值用0表示。經過二值化處理后，即可獲得兩個圖像各自所有邊緣的信息，即所有邊緣點的位置和方向信息。

4.對所有邊緣點的方向信息進行分塊統計，再根據所有邊緣點的位置信息和分塊統計后的方向信息對圖像進行編碼，形成方向編碼圖。為了提高速度，對方向編碼圖進行逐級壓縮，縮小成為更小更縮略的編碼圖，形成金字塔形的圖像結構。

5.對當前圖像和基準圖像的縮略圖進行粗匹配，并在粗匹配的基礎上逐級對更精細的方向編碼圖進行精匹配，直到最后在原圖分辨率的精度上實現最大程度的匹配。

6.以上所獲得的實際上是一些離散化的點的空間坐標值，此時需要利用已知的數學模型對這些離散點群進行數據擬合，擬合出點群所代表的幾何特征量。由匹配得到的邊緣信息的對應關系進行數據擬合中的最小二乘擬合，得出兩個圖像之間的平移量和旋轉量。至此完成當前圖像的信息搜索。

7.由于兩個圖像之間的對應關系和兩個圖像所在坐標系的對應關系相同，則根據兩個圖像之間的平移量和旋轉量，得到兩個工件坐標系之間的平移量和旋轉量，進而得到并建立起新的基于待測工件的當前工件坐標系。

本發明的有益效果是：本發明克服了上述兩種傳統方法的缺點，使測量的方便性和效率都大大提高。首先該方法不需要治具，切換不同類型工件時無需任何額外操作。其次該方法不需要人工指定被測元素，只需每次工件大致放在同一位置，做小范圍的自動搜索，找到當前工件位置與圖紙的對應關系，真正實現一鍵快速測量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為整體流程圖。

圖2為基準圖像。

圖3為當前圖像。

圖4為邊緣信息圖。

圖5為邊緣方向分塊統計圖。

圖6為方向編碼圖。

圖7為金字塔形圖像結構示意圖。

圖8為圖像縮略圖(金字塔上層)。

圖9為基準坐標系與當前坐標系對應關系示意圖。

具體實施方式

參照圖1至圖9，一種基于全自動圖像搜索建立測量工件坐標系的方法，包括以下步驟：

1.如圖2所示，在影像測量儀的鏡頭影像區內將工件全部或部分的圖像設定為基準圖像。

2.如圖3所示，再將待測工件任意放置在影像測量儀的圖像顯示區域內，由鏡頭獲取待測工件的圖像，并將該待測工件的圖像傳送至鏡頭影像區內。