[发明专利]使用虚拟适配器辅助光学测量的方法

说明书

本发明揭示了一种使用虚拟适配器辅助光学测量的方法，包括：在光学测量软件中创建虚拟适配器，虚拟适配器与待进行光学测量的零部件相对应。对零部件进行光学测量，获得零部件的有限点云数据，有限点云数据对应零部件的部分表面。调用虚拟适配器，在指定坐标系下将有限点云数据与虚拟适配器进行拟合，拟合完成后以虚拟适配器取代有限点云数据。获取指定坐标系下虚拟适配器的坐标值，基于虚拟适配器的坐标值进行测量计算。本发明利用预先建立的虚拟适配器与光学器件获取的有限点云数据进行拟合，在拟合完成后由虚拟适配器替代有限点云数据完成测量计算。本发明能够不对零部件进行额外操作而基于有限点云数据完成光学测量。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，更具体地说，涉及通过软件辅助进行光学测 量的方法。

背景技术

随着光学测量技术的快速发展，在车身尺寸和车身零部件尺寸的测量领 域，光学测量技术已经越来越普遍，在整个测量领域占比也越来越大。光学 测量技术和传统接触式测量技术有明显的优势，例如测量效率高，无需接触 被测物表面即可获取大量的零件表面形状点云数据等。但光学测量也有一定 的局限性，例如对被测物表面和测量空间有一定的要求。首先被测物不允许 是透明或高亮表面，如果是类似玻璃或镀铬表面，由于光线折射或者反射的 缘故，光学测量技术就很难完整获取被测物的点云数据，仅能获得部分点云数据。其次，光学测量需要较大的测量空间来放置测量仪器，如果被测物所 在的区域狭小，那么光学测量无法获得足够的视角，也就无法获取被测物的 完整点云数据。被测物的表面条件和测量空间限制了光学测量的应用范围。

图2a、2b和2c展示了现有的光学测量技术中对于高亮表面的测量困难 的情况。图2a展示了具有高亮表面的待测量零部件。该待测量零部件具有镀 铬表面，顶部为一个半球体。在进行光学测量时，镀铬的半球面具有较强的 反光，因此会影响点云数据的获取。图2b展示了由光学器件所获取的具有高 亮表面的待测量零部件的点云数据。由于反光的缘故，该点云数据不完整， 仅有部分亮度较暗的表面被光学器件所采集，获得了点云数据，而高亮反光 的部分，比如半球体的表面，都无法获取点云数据。图2c展示了根据图2b 的点云数据进行网格化之后得到的零部件数据模型的示意图。从图2b的点云 数据到图2c的网格化数据模型的过程可以通过GOM Inspect软件实现。GOM Inspect软件是市售软件，具体工作过程不在本发明的讨论范围内，本发明仅 是使用GOM Inspect软件的已有功能。图2c所示的数据模型仅能反映零部 件的一部分，并不是完整的零部件数据模型。由于零部件的数据模型不完整， 无法获得其测量数据，比如尺寸、中心位置等，也就无法完成测量工作。

除了上面提到的被测物表面条件会影响到光学测量之外，被测物所在区 域的测量空间大小也会影响到光学测量。光学测量需要使用光学器件对被测 物从各个角度进行拍摄以获取完整的表面点云数据。如果被测物所在区域的 测量空间狭小，会使得光学器件的拍摄角度受限，某些角度形成死角而无法 进行拍摄，其结果与图2b和图2c所示的情况相同，只能获得部分的点云数 据和部分的零部件的数据模型，无法获得完整的零部件的数据模型，不能完 成测量工作。

为了解决上述的问题，现有技术中采用如下的两种解决方案：

第一种方案是对透明或高亮表面进行处理，在透明或高亮表面上涂覆一 层覆盖层使得表面不再反光或者透光，然后再使用光学器件获取零部件的点 云数据。这种方法的实施比较麻烦，特别是零部件的表面形状较为复杂，体 积较小时，对表面进行覆盖需要花费较多的工时。另外，在完成了光学测量 后，还需要对零部件的表面进行复原，去除涂覆的覆盖层同样是非常繁琐的。

第二种方案是在待测量零部件上增加辅助测量装置，比如辅助圆柱体和 辅助基准板。利用辅助测量装置上的基准点进行定位，通过后期运算能够还 原出零部件的尺寸和位置。但辅助测量装置的安装需要额外的空间，在测量 空间狭小时，无法安装辅助测量装置，也无法利用辅助测量装置完成辅助测 量。并且，辅助测量装置需要人工安装和调整，只能在离线光学测量时使用， 在自动化的在线测量领域，无法利用辅助测量装置。