[發明專利]一種影像測量儀校正方法

有效

• 申請號: 201410216671.1
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN104034259B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 周愛國;潘強標
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C25/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種校正方法，尤其是涉及一種影像測量儀校正方法。

背景技術

光電影像測量技術具有非接觸、適應能力強、精度高、檢測速度快、可靠性高等其他類別檢測儀器無法超越的優勢，在現代工業檢測中質量控制中使用廣泛。影像測量儀的測量過程為，XY平臺上待測零件經過上下光源照明后被工業相機和鏡頭組成的圖像傳感器系統采集到其圖像，然后被傳送到上位機計算機上，再對此圖像進行預處理、再處理、分析，提取出需要檢測的尺寸信息。由于圖像中只能得到圖像像素尺寸，為了轉換到物理尺寸，需要首先對系統進行標定，即定位出像素和實際尺寸的換算關系。最后將檢測處理后的信息和零件標準件的尺寸進行對比以判斷是否合格。

對影像測量儀的標定很大程度決定影像測量儀的精確度，現有的標定方法大都采用標準件法，即把標準件的精確尺寸傳遞給數字圖像，使用的標準件一般為標定板(光刻的高精度的光學玻璃，上面刻有不同尺寸的圓、矩形等)。例如中國專利CN101995214A公開的技術方案，該技術方案采用帶圓形圖案的校正片，通過測量標準的圓形圖案，得出測量圖像所對應的尺寸。

在不同的放大倍率下進行測量，標定板上的實際尺寸與影像測量儀在不同放大倍率下所測得的圖像像素數的比值，即為不同放大倍率下的尺度因子。現有方法為了精確地獲得尺寸因子參數，可在同一放大倍率下，對不同直徑的圓進行測量，并分別計算出每一個圖像像素所代表的長度，然后以它們的平均值作為在該放大倍率下的尺度因子。但系統的放大倍數往往不易精確測得。例如中國專利CN102445151A的技術方案。該方案通過多次測量校正片上的圓形圖案，通過取平均來去除非線性誤差。但該方案單次測量需要測定60多個圓的圓心位置，操作步驟多，而且更改影像測量儀放大倍率后需要再次重復標定。

另一方面，標定結果的重復性及準確度往往受到標準制造精度和測量精度的影響，而標準件的制造精度和測量精度不可能很高。

發明內容

本發明的目的就是為了擺脫現有校正方法需要校正片的束縛，同時克服上述現有技術影像測量儀非線性誤差修正精度低，效率低的缺陷而提供的一種校正精度高的影像測量儀校正方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種影像測量儀校正方法，該方法包括以下步驟：

1)投影裝置向工作平臺投射一個投影圖案；

2)移動影像測量儀的測量測頭，將投影圖案置于影像測量儀的視窗之中，采集投影圖案，并將其傳送到上位計算機中；

3)上位計算機對接收到的投影圖像進行處理，提取需要檢測的尺寸信息；

4)改變投影裝置的投影圖案，重復步驟2)-3)；

5)重復執行步驟4)一次以上，將多次處理所得的圖像信息疊加，先修正校正圖像自身的制造誤差，然后求出相交點的中心位置，通過相交點位置信息，得出相關尺寸參數，將多次采得的數據通過算法平均，校正影像測量儀。

所述的投影裝置包括相連接的投影鏡頭和控制機構，所述的投影鏡頭上刻畫有投影圖像，所述的控制機構包括MCU、電機和傳動件，所述的電機分別連接MCU和傳動件，所述的傳動件與投影鏡頭連接；

控制機構的MCU控制電機運動，電機帶動傳動件改變投影鏡頭與投影光源間的距離，進而調節投影在工作平臺上的投影圖像的放大倍率；

控制機構的MCU控制電機運動，電機驅動傳動件，傳動件帶動投影鏡頭沿工作平臺的X軸或Y軸方向移動。

所述的投影鏡頭設有多個，每個投影鏡頭上刻畫有一個投影圖像，通過更換鏡頭，測量平臺上得到不同的校正圖形。

所述的投影鏡頭包括通用投影鏡頭和模板投影鏡頭，所述的通用投影鏡頭刻畫的投影圖像包括矩形、圓形、平行四邊形或黑白棋盤格，所述的模板投影鏡頭刻畫的投影圖像與被測物件相匹配。

所述的步驟4)中，改變投影裝置的投影圖案具體包括以下三種方式：

①更換投影鏡頭；

②通過控制機構按指定值調節投影在工作平臺上的投影圖像的放大倍率；

③通過控制機構沿著工作平臺的X軸或Y軸方向平移指定值。

該方法進行校正時，將投影圖像投射到被校正影像測量儀的工作臺面上的4個不同方向，其中包括影像儀的2個軸線方向和2個對角線方向，在每個不同的方向或位置對投影圖像進行至少兩次測量。