[發明專利]一種基于攝像頭的厚度測量系統及其測量方法

在審

• 申請號: 201810704076.0
• 申請日: 2018-06-30
• 公開（公告）號: CN109000569A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 李曰兵;田薇;周明玨
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01B11/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明公開了一種基于攝像頭的厚度測量系統及其測量方法，包括第一直桿及與第一直桿交叉設置的第二直桿，所述第一直桿一端設有第一滾輪，另一端設有相機組，所述相機組上設有鏡頭，所述相機組通過數據線連接設置工業計算機，所述第二直桿在與第一滾輪對應的一端設有第二滾輪，另一端在與相機組對應的位置處設置標記點，所述第一直桿與第二直桿的中心活動連接。本發明的有益效果是：1)采用杠桿式結構，加長測量端的直桿長度，便可放大厚度測量值，極大地增加了測量精度；2)利用相機組采集標記點位置變化，繼而換算為實際厚度的方法，保證了自動測量性質的同時，進一步增加了測量精度。

技術領域

本發明涉及電子測量設備技術領域，具體涉及一種基于攝像頭的厚度測量系統及其測量方法。

背景技術

隨著技術的高速發展，對精密儀器裝備的需求日益增長，正因如此，測量領域不斷研制高精度、低成本的測量裝置，以用于軍事裝備的研制。

現有的厚度測量裝置，精度不能得到很好的保障，并且在動態測量過程中，往往無法發揮測量功能；精密光學式的測量裝置在高精度厚度測量領域被廣泛應用，但是，造價過于高昂，成本過高。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了結構合理、測量精度高的一種基于攝像頭的厚度測量系統及其測量方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于攝像頭的厚度測量系統，其特征在于，包括第一直桿及與第一直桿交叉設置的第二直桿，所述第一直桿一端設有第一滾輪，另一端設有相機組，所述相機組上設有鏡頭，所述相機組通過數據線連接設置工業計算機，所述第二直桿在與第一滾輪對應的一端設有第二滾輪，另一端在與相機組對應的位置處設置標記點，所述第一直桿與第二直桿的中心活動連接，從而構成剪刀叉結構。

所述的一種基于攝像頭的厚度測量系統，其特征在于，所述第一直桿上在靠近第一滾輪的一側設有彈簧拉緊裝置，所述彈簧拉緊裝置一端與第一直桿相連，另一端與第二直桿相連。

所述的一種基于攝像頭的厚度測量系統，其特征在于，所述彈簧拉緊裝置，包括彈簧、第一連接件及第二連接件，所述彈簧的兩端分別與第一連接件及第二連接件活動連接，所述第一連接件固定在第一直桿安裝有第一滾輪的一側，第二連接件固定在第一直桿安裝有第二滾輪的一側。

所述的一種基于攝像頭的厚度測量系統，其特征在于，所述相機組按照陣列排序。

所述的一種基于攝像頭的厚度測量系統的測量方法，其特征在于，包括如下步驟:

1)：不放置被測物，使兩個滾輪接觸在一起，利用工業計算機控制相機組采集此時的標記點圖像，求取標記點區域的質心，作為測量原點坐標O；

2)：放置被測物，利用滾輪夾緊被測物，再次利用工業計算機控制相機組采集每幀圖像，求取標記點區域的質心，作為第i幀的測量坐標(x_i,y_i)；

3)：根據標記點的實際大小和步驟1)不放置被測物時采集的圖像中標記點的大小，進行圖像坐標系至世界坐標系的轉換，轉換關系為：

其中，j、k為相機采集圖像中標記點的水平、豎直方向的長度；M、N為標記點水平、豎直方向的實際長度，(X_i,Y_i)為世界坐標系下對圖像坐標系下測量坐標(x_i,y_i)的變換坐標；

4)：對每幀圖像進行處理，標記點在圖像中的位移記為l，根據步驟3)的轉換關系得到此段實際位移為根據位置關系可知，此時兩直桿的夾角為：

其中，l_x為相機組至兩直桿連接點的距離；a為相機組視野中心在第二直桿上的投影至兩直桿連接點的距離；