[發(fā)明專利]一種基于攝像頭的厚度測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810704076.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN109000569A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曰兵;田薇;周明玨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/06
• 分類號(hào): G01B11/06;G01B11/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種基于攝像頭的厚度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括第一直桿(3)及與第一直桿(3)交叉設(shè)置的第二直桿(4)，所述第一直桿(3)一端設(shè)有第一滾輪(1)，另一端設(shè)有相機(jī)組(6)，所述相機(jī)組(6)上設(shè)有鏡頭(7)，所述相機(jī)組(6)通過數(shù)據(jù)線連接設(shè)置工業(yè)計(jì)算機(jī)(8)，所述第二直桿(4)在與第一滾輪(1)對(duì)應(yīng)的一端設(shè)有第二滾輪(2)，另一端在與相機(jī)組(6)對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)(12)，所述第一直桿(3)與第二直桿(4)的中心活動(dòng)連接,從而構(gòu)成剪刀叉結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于攝像頭的厚度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一直桿(3)上在靠近第一滾輪(1)的一側(cè)設(shè)有彈簧拉緊裝置(5)，所述彈簧拉緊裝置(5)一端與第一直桿(3)相連，另一端與第二直桿(4)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于攝像頭的厚度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧拉緊裝置(5)，包括彈簧(9)、第一連接件(10)及第二連接件(11)，所述彈簧(9)的兩端分別與第一連接件(10)及第二連接件(11)活動(dòng)連接，所述第一連接件(10)固定在第一直桿(3)安裝有第一滾輪(1)的一側(cè)，第二連接件(11)固定在第一直桿(3)安裝有第二滾輪(2)的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種基于攝像頭的厚度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)組(6)按照陣列排序。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種基于攝像頭的厚度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟:

1)：不放置被測(cè)物，使兩個(gè)滾輪接觸在一起，利用工業(yè)計(jì)算機(jī)(8)控制相機(jī)組(6)采集此時(shí)的標(biāo)記點(diǎn)(12)圖像，求取標(biāo)記點(diǎn)(12)區(qū)域的質(zhì)心，作為測(cè)量原點(diǎn)坐標(biāo)O；

2)：放置被測(cè)物，利用滾輪夾緊被測(cè)物，再次利用工業(yè)計(jì)算機(jī)8控制相機(jī)組(6)采集每幀圖像，求取標(biāo)記點(diǎn)(12)區(qū)域的質(zhì)心，作為第i幀的測(cè)量坐標(biāo)(x_i,y_i)；

3)：根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)(12)的實(shí)際大小和步驟1)不放置被測(cè)物時(shí)采集的圖像中標(biāo)記點(diǎn)(12)的大小，進(jìn)行圖像坐標(biāo)系至世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

其中，j、k為相機(jī)采集圖像中標(biāo)記點(diǎn)(12)的水平、豎直方向的長度；M、N為標(biāo)記點(diǎn)(12)水平、豎直方向的實(shí)際長度，(X_i,Y_i)為世界坐標(biāo)系下對(duì)圖像坐標(biāo)系下測(cè)量坐標(biāo)(x_i,y_i)的變換坐標(biāo)；

4)：對(duì)每幀圖像進(jìn)行處理，標(biāo)記點(diǎn)(12)在圖像中的位移記為l，根據(jù)步驟3)的轉(zhuǎn)換關(guān)系得到此段實(shí)際位移為根據(jù)位置關(guān)系可知，此時(shí)兩直桿的夾角為：

其中，l_x為相機(jī)組(6)至兩直桿連接點(diǎn)的距離；a為相機(jī)組(6)視野中心在第二直桿(4)上的投影至兩直桿連接點(diǎn)的距離；

上式中的a可根據(jù)實(shí)際位移L和對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系得到：

其中，l_b為標(biāo)記點(diǎn)(12)至兩直桿連接點(diǎn)的距離；

根據(jù)兩直桿的夾角α_i便可得到被測(cè)物的厚度：

其中，l_g為滾輪至兩直桿連接點(diǎn)的距離；r為兩滾輪的半徑；

5)：測(cè)量動(dòng)態(tài)厚度時(shí)，利用工業(yè)計(jì)算機(jī)(8)將厚度d_i隨時(shí)間變化的曲線繪制出來；測(cè)量靜態(tài)角度時(shí)，為提高準(zhǔn)確率，利用工業(yè)計(jì)算機(jī)(8)對(duì)一定時(shí)間范圍內(nèi)的厚度d_i取均值作為最終的厚度即可。