[发明专利]小工件视觉测量方法及测量系统

权利要求书

1.一种小工件视觉测量方法，其特征在于，包括：

在被测工件的高度范围内，利用线结构光发生器生成的线结构光对被测工件所在的测量系统进行高度分层标定，得到所述测量系统的高度标定参数；

利用所述测量系统中的圆形靶标在每一分层高度对所述测量系统的进行平面二维尺寸标定，得到所述测量系统在每一分层高度对应的平面标定参数；

将所述平面标定参数与所述高度标定参数进行拟合，建立所述平面标定参数和所述高度标定参数的对应关系；

利用激光三角法测量所述被测工件的台阶面的高度；

通过所述被测工件的台阶面的高度、所述被测工件的台阶面的高度对应的平面标定参数和所述对应关系获取所述被测工件的测量参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用线结构光发生器生成的线结构光对所述被测工件所在的测量系统进行高度分层标定，得到所述测量系统的高度标定参数的步骤包括：

从所述测量系统的基准高度开始控制所述测量系统中的升降台垂直移动；

在所述升降台的垂直移动过程中，利用摄像机拍摄所述被测工件在每一分层高度上的光条图像，所述光条图像为所述测量系统中的线结构光激光器生成的线结构光形成的图像；

在每幅所述光条图像上提取所述线结构光的光条中心，得到多条线结构光在图像坐标系中的多条直线方程；

采用最小二乘法拟合所述多条直线方程和所述升降台的移动高度对应的函数关系；

根据所述函数关系获取所述测量系统的高度标定参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最小二乘法拟合为最小二乘一次拟合。

4.根据权利要求1~3任一所述的方法，其特征在于，所述利用所述测量系统中的圆形靶标在每一分层高度对所述测量系统进行平面二维尺寸标定，得到所述测量系统在每一分层高度对应的平面标定参数的步骤包括：

在所述测量系统的每一分层高度上，利用所述测量系统中的圆形靶标进行线形标定和非线性标定，得到每一分层高度对应的线性标定参数和非线性标定参数；

根据所述线性标定参数和所述非线性标定参数对所述测量系统进行平面二维尺寸标定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述测量系统中的圆形靶标进行线形标定和非线性标定，得到每一分层高度对应的线性标定参数和非线性标定参数参数的步骤包括：

在每一分层高度上，通过所述摄像机采集所述圆形靶标的靶标图像，所述靶标图像上设置有多个特征点；

提取所述靶标图像上的所有特征点的实际点中心坐标；

根据所述靶标图像的中心区域的特征点进行线性标定，得到线性标定参数；

根据所述线性标定参数和所述靶标图像上的所有特征点的点中心坐标获取非线性标定参数。

6.根据权利要求4所述的方法，所述非线性标定参数包括：所述摄像机的径向畸变参数、偏心畸变参数、薄透镜畸变参数。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述线性标定参数和所述靶标图像上的所有特征点的点中心坐标获取非线性标定参数的步骤包括：

通过所述线性标定参数和所述圆形靶标的所有特征点的实际点中心坐标，计算所述靶标图像上的所有特征点的理想图像坐标点；

将所有特征点的理想图像坐标点与所有特征点的实际图像坐标点用最小二乘法求解非线性标定参数。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述测量系统的每一分层高度上，获取所述圆形靶标上的特征点的圆心距；

根据所述圆心距确定所述测量系统的标定误差。