[发明专利]支持视觉测量的数据可组态化监控系统及方法

说明书

本发明提供一种支持视觉测量的数据可组态化监控系统及方法，图像采集模块采集零件图像数据；组态系统包括零件组态化二维模型建立组件和零件尺寸测量组件；零件组态化二维模型建立组件建立零件模型；零件尺寸测量组件计算被零件和零件模型的关系值，根据关系值获得被测零件相对于零件模型的位姿关系，根据位姿关系测量计算被测零件尺寸结果；显示系统将计算结果进行显示。其优点在于可以获取被测零件和基准零件模型之间的相对位姿，基准零件的特征选择与后续待测零件的特征选择一一对应，无需再处理，可以直接计算获得被测零件的尺寸。

技术领域

本发明涉及数控加工与检测设备应用领域，是一种支持视觉测量的数据可组态化监控系统，其拥有零件尺寸测量的能力，主要涉及到零件识别，零件位姿获取，零件测量及其应用。

背景技术

为了提高数控机器设备的安全性和智能化，对加工或者检测的零件位置和姿态的识别是一个需要解决的重要问题，早期的研究工作主要是针对二维场景中的问题进行的。通过视觉传感器获取零件的二维图像，然后通过视觉处理进行提取特征，并分析特征就能识别零件，并确定零件位姿。这将大大提升工业生产的柔性和能力，符合目前人们对智能化的要求。

机器视觉快速位姿识别有以下几个意义：

(1)为零件特征提取提供能多方案，对推动零件几何特征识别起重要的推动作用。

(2)提高监控数据的可靠性。通过视觉信号数据的挖掘与传感信号数据的同步，实现两者信号数据兼容，当两者发生偏差时，可对传感信号数据的真实性形成监控，这大大提高了监控数据的真实性。

(3)提供能直接的零件匹配和定位，能使得零件进行后续测量。

(4)能通过准确的零件定位，计算零件存在的缩放等情况。

不同的零件定位也针对不同的情况，本文设计的零件位姿识别技术要求一下几个方面：

(1)薄壁零件，厚度不能过大，会导致图片采集中引入干扰阴影。或则可能会导致零件侧翻，有多个比较画面。

(2)零件不能有缩放的情况，要求在同样的焦距和环境情况下，获得基准零件图片和被测零件图片。

本发明是要提供一种支持视觉测量的数据可组态化监控系统，提出了一种新的零件组态化二维模型建立方法和一种新的零件尺寸测量方法，能够根据基准图来判断被测零件的位姿，与现有的处理方法相比，组态的方式能使得用户操作更方便。同时，能够用相对较低的成本和较高的效率达到要求的精度。

发明内容

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种支持视觉测量的数据可组态化监控系统，包括图像采集模块、组态系统和显示系统；图像采集模块采集零件图像数据；组态系统包括零件组态化二维模型建立组件和零件尺寸测量组件；零件组态化二维模型建立组件建立零件模型；零件尺寸测量组件计算被零件和零件模型的关系值，根据关系值获得被测零件相对于零件模型的位姿关系，根据位姿关系测量计算被测零件尺寸结果；显示系统将计算结果进行显示。

进一步，本发明提供一种支持视觉测量的数据可组态化监控系统，还可以具有以下特征：所述零件组态化二维模型建立组件包括，零件模型选择模块、图像处理模块、ROI选取模块、提取特征模块和零件建模模块；零件模型选择模块内预先设定的零件模型，零件模型选择模块选择预先设定的零件模型作为模板模型；图像处理模块对图像进行预处理处理，获取图片中的零件轮廓和图像畸变；ROI选取模块对ROI区域进行筛选；特征提取模块处理采集到的图像数据，得到零件的特征值。

进一步，本发明提供一种支持视觉测量的数据可组态化监控系统，还可以具有以下特征：图像处理模块通过图像预处理，包括：滤波、形态学处理和轮廓处理进行图像处理。

作为优选，ROI选取模块通过面积过滤算法、Hu不变矩预检测对ROI区域进行筛选。