[发明专利]基于平行激光的裂缝视觉测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了基于平行激光的裂缝视觉测量装置，包括有平行激光器和带有摄像头的手机，平行激光器可拆卸固定在手机的后盖上，摄像头上还能安装有外挂镜头，手机内置有图像处理模块，平行激光器还电连接手机。本发明的基于平行激光的裂缝视觉测量装置其整体体积小，成本低，适于非接触式测量方法。本发明还公开了采用上述测量装置进行视觉测量的方法。

技术领域

本发明属于视觉测量装置技术领域，涉及一种基于平行激光的裂缝视觉测量装置，本发明还涉及采用上述测量装置进行视觉测量的方法。

背景技术

随着智能化、自动化的不断进步，现代化装备制造等各个领域对控制和加工精度要求越来越高，对建筑物、古文物、机械设备等的监控和保护越来越精细化。当被测目标所处位置难以靠近，如悬崖峭壁上的古文物、被测目标所处环境恶劣，如高温高压或有毒环境、被测目标为某物体表面纹理或裂痕，无法用测量工具直接测量、被测目标会因为任何接触而发生尺寸变化时就需要进行非接触测量。

尺寸测量方法多种多样，其中利用光学及图像技术能够实现对目标的自动化高精度测量，如对零件尺寸的测量，通过从固定距离拍摄图像或者采用远心镜头拍摄图像，通过计算像素个数进行测量，但普通镜头尺寸测量需要预知拍摄距离，远心镜头体积大、成本高且拍摄范围小。目前广泛使用的全站仪，采用激光测距和高精度角度测量，实现对目标的尺寸测量，但设备昂贵，使用难度大，且距离越远，横向测量精度越低。现在急需一种体积小、成本低、精度高，适于广泛推广非接触式测量方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于平行激光的裂缝视觉测量装置，其整体体积小，成本低，适于非接触式测量方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，基于平行激光的裂缝视觉测量装置，包括有平行激光器和带有摄像头的手机，平行激光器可拆卸固定在手机的后盖上，手机内置有图像处理模块，平行激光器还电连接手机。

本发明第一种技术方案的特征还在于，

摄像头上还安装有外挂镜头。

平行激光器包括壳体，壳体顶部为全透光玻璃，壳体内设置有一发射水平激光束的激光发射器，沿激光发射器发射的激光束的方向设置有一平行四边形透明光学玻璃，平行四边形透明光学玻璃靠近激光发射器的一侧面设置有光学半透膜，平行四边形透明光学玻璃远离激光发射器的一侧面设置有光学全反射膜，设置有光学半透膜和光学全反射膜的两个侧面平行且与水平夹角均为45°，激光发射器发射的激光束经光学半透膜和光学全反射膜反射形成两条平行光束从壳体顶部射出，壳体底部可拆卸固定在手机的后盖上。

壳体上还安装有激光电源开关，激光电源开关通过导线连接激光发射器，手机上还设置有USB接口，USB接口连接有接USB转换器，USB转换器通过导线和激光电源开关连接。

手机的后盖上固定有磁性金属片，壳体底部固定有强力磁铁，手机和平行激光器通过磁性金属片和强力磁铁的吸合力固定。

本发明采用的第二种技术方案是：基于平行激光的裂缝视觉测量方法，采用上述基于平行激光的裂缝视觉测量装置，首先选择合适焦距的外挂镜头安装在手机自带的摄像头上，然后打开平行激光器，平行激光器发出平行激光对准被测目标，并对目标进行拍照，然后手机内置的图像处理模块利用激光光斑的视觉特征对拍摄的图像进行光斑中心提取，然后计算平行激光产生的两激光光斑光心之间的像素距离/像素个数dn，并以平行激光器发出的平行激光光束的中心间距dl作为测量基准计算像素实际大小或以激光发射器发出的激光束直径作为测量基准计算像素实际大小，最后根据像素实际大小实现对被测目标尺寸的测量。

本发明第二种技术方案的特征还在于，

图像处理模块利用激光光斑的视觉特征对拍摄的图像进行光斑中心提取的具体方法为：

步骤1，在手机屏幕上点击激光光斑所在位置，确定光斑检测区域即就是检测环，在检测环内对光斑进行颜色及亮度阈值分割；