[发明专利]一种多类型工件批量视觉测量系统及方法

说明书

本发明提供了一种多类型工件批量视觉测量系统及方法，属于工业检测自动化领域。本发明的测量系统由包括数据处理终端、工件检测单元、图像获取单元、和控制单元等部分组成。本发明的测量方法包括判断待测工件是否放入检测平台，获得局部深度图像，获得全局图像，识别工件种类及数量，完成测量任务所要求尺寸参数测量等步骤。本发明能够同时对多种类、多数量工件同时检测，相较于传统测量手段，在测量工件类型、数量、速度和精度等方面都有显著提高。

技术领域

本发明涉及图像处理、机器视觉、电机控制及传感器等技术，属于机器视觉检测测量领域。更具体地说，是一种以图像处理为核心，基于模式识别的视觉测量系统，具体为一种多类型工件视觉测量系统及方法。

背景技术

随着柔性化生产时代的到来，生产制造逐渐向定制化，多种类方向转变，不仅进一步加大产品形状的多样性，对测量系统快速性和通用性提出了更高的要求。目前应用于工业测量的方式主要有两种：接触式和非接触式。在接触式检测系统设备中，应用最广泛的是三坐标测量机，但是该设备对环境和人员要求相对较高，检测速度慢，易划伤被测表面。在非接触式测量系统，以视觉为核心的检测设备在工业检测领域应用最广，如摄影测量系统，三维扫描测量系统等，但是大部分针对某一种工件检测，对多面组装件或多类型工件同时检测无法适应，需要人工辅助检测，检测效率较低。

目前已有的成型视觉检测设备存在的主要问题：(1)主要针对一些小型零件以及片状工件的尺寸测量，在测量大尺寸工件时需要多次扫描甚至无法测量，例如中国专利申请号201510111403.8，发明名称为：一种钣金视觉检测装置，该方案设有支架、滑动槽、伺服电机、平行光源、摄像机、透明玻璃板、图像处理器、工件台和光源，其中摄像机设于工件台正下方且方向朝上，透明玻璃板置于工件台上部，钣金放于透明玻璃板上且位于摄像机正上方。该方案只能将尺寸规格较小，质量较轻的钣金工件放在透明玻璃上，摄像机在玻璃正下方拍摄获取图像，但是玻璃板不能够承受较重工件，易受磨损后续维护不便，透过玻璃板拍摄易造成图像畸变影响检测精度，在测量大尺寸工件时不易拓展玻璃板并且单个摄像机拍摄范围有限；(2)对于单一种类工件的测量，视觉测量效率较高，但对于多种类工件同时测量，视觉检测的效率还无法达到在线检测的节拍，如中国专利申请号：201310496405.4，发明名称为：基于机器视觉的批量零件自动检测系统及方法，其方法为：先对工件进行几何量检测；将采集到的图像信息作为模板，零件有关测量操作处理信息存入系统数据库，以供后续零件测量时自动调用；将工件置于透明工作台上，使镜头对准该工件，该工件成像后判断其与模板零件信息的相似性；最后进行自动测量并判断合格性，输出测量报表。该方案技术通过预先存储的工件模板信息进行模板匹配识别待测工件种类，单次检测只能识别出一种工件进行检测，不能满足多种类工件同时检测，对于大量的工件匹配,需要建立庞大的模板库，匹配过程消耗更多的时间,匹配精度难以保证，降低了测量效率，灵活性不够高；(3)只能满足某些特定形状工件的多面测量，应用范围有一定的局限性，有时需要人工调整检测面，在智能化程度上有所欠缺，如中国专利申请号：201710328284.0，发明名称为：多轴联动的视觉、激光复合式非接触测量装置及测量方法，其结构为在两轴移动平台上设置工件放置转台，在工件放置转台的上部设置上下移动的升降机构，视觉检测设备和非接触距离测量设备设置在升降机构上，该方案中视觉检测设备位置固定，只能通过调整测量角度和旋转转台位置获取工件的侧面信息，但是对于侧面含有圆形，三角形等形状特征的工件，由于处于倾斜角度扫描会对图像信息造成一定的形变，不能准确检测工件尺寸。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

鉴于现有的成型视觉检测设备不具有通用性，对不同尺寸、形状和复杂程度的工件不能自动识别以及不能批量检测的问题，本发明提出一种多类型工件批量视觉测量系统及方法，是一种能够满足多类型工件同时测量的高自由度测量系统，该系统能够进行单一类型和多类型工件的批量测量。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：