[发明专利]屋面板壁材料的二维大尺寸在线视觉测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种屋面板壁材料的二维大尺寸在线视觉测量装置和方法，属于大尺寸几何量视觉测量领域。

背景技术

二维大尺寸视觉测量技术广泛应用于瓷砖、地板，大理石等屋面板壁材料的在线质量检测中。随着被测尺寸增大、精度要求提高以及传感器尺寸的局限，简单的单相机尺寸测量装置已不能满足测量需求。目前多采用多相机同步采集方法，即每个相机分别放置在被测面的边角处同时采集各边角图像，后续采用图像处理的方法提取出各角点空间坐标，继而实现尺寸和形状实时测量。这种方法需要对每个相机进行参数标定，且在线检测时要求相机同步采集。上述多相机装置成本较高，技术要求限制多，精度受影响。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种屋面板壁材料的二维大尺寸测量装置和方法，用以解决现有技术中对于大尺寸在线视觉测量所存在的技术问题，具有更高的测量速度和大尺寸测量精度。

为了解决上述技术问题，本发明屋面板壁材料的二维大尺寸在线视觉测量装置予以实现的技术方案是：包括光学与传感系统、数据采集电路系统、计算机信息处理系统、记录显示系统、报警系统和分拣控制系统；所述光学与传感系统用于检出被测件四个边角的图像信息，并将被测件的尺寸特征量转换成光信号，再将光信号转换成模拟电信号后传递给所述数据采集电路系统；所述数据采集电路系统用于将模拟电信号采样量化为数字电信号并传输给计算机信息处理系统；所述计算机信息处理系统用于对采集到的数字图像信息做数据分析计算处理，并将处理结果分别传送给记录显示系统、报警系统和分拣控制系统；所述记录显示系统记录并显示被测件的尺寸数值；当被测件的尺寸超出生产规格时，所述报警系统将自动报警；所述分拣控制系统依据被测件的检测数据对被测件划分产品等级，挑拣出不合格产品，并按产品等级将被测件输送到不同流水线；

所述光学与传感系统包括：一台高分辨率面阵CCD相机、一个低畸变小视场标准镜头、一个四角锥体二次反射平面镜、一个高透射率玻璃罩和四个一次反射平面镜；所述高分辨率面阵CCD相机、低畸变小视场标准镜头和所述高透射率玻璃罩依次连接，所述四角锥体二次反射平面镜设置在所述高透射率玻璃罩内，四个一次反射平面镜分别设置在被测件的四个边角处，且分别与所述四角锥体二次反射平面镜的四个对应平面平行，用于将被测件四边角图像反射给所述四角锥体二次反射平面镜，所述高分辨率面阵CCD相机像面上采集到的是由被测件四边角的Ⅰ图像、Ⅱ图像、Ⅲ图像和Ⅳ图像构成的一幅图像，所述Ⅰ图像、Ⅱ图像、Ⅲ图像和Ⅳ图像分别占据像面的1/4相位，从而在所述高分辨率面阵CCD相机像面上显示被测件四个边角的视场。

本发明屋面板壁材料的二维大尺寸在线视觉测量方法，包括以下步骤：

步骤一、光学与传感系统的标定：

根据被测件的几何形状和尺寸提供一标准样件，在该标准样件的上表面贴有间距为5mm的网格靶标，靶标的打印分辨率为1200×1200DPI，以该标准样件左上角为原点建立世界坐标系；

在光学与传感系统中对每个虚拟相机建立外参数的约束方程为：