[发明专利]一种定位标靶、视觉测量系统及获取平面度的方法

说明书

本发明提供了一种定位标靶、视觉测量系统及基于该定位标靶和视觉测量系统获取平面度的方法；定位标靶包括主动发光灯源，灯源底部设置有至少三个高精度球体，所有高精度球体不在同一直线上，在灯源上安装控制主板用于按设定时间发送测量指令；视觉测量系统采用前述定位标靶；获取平面度的方法步骤包括：固定视觉测量系统；定位标靶放置于待测部位，通过视觉测量系统检测所述定位标靶的中心坐标；移动定位标靶在待测部位采集m个点并拟合得到基准平面S’；继续移动定位标靶采集第i点坐标Pi，计算第i点坐标Pi到虚拟平面S’的垂直距离，作为当前测量点的平面偏离度。本发明具有高重复性、高精度、高效性、抗干扰性、体积轻小，方便携带操作等优点。

技术领域

本发明属于视觉测量技术领域，具体涉及一种定位标靶、视觉测量系统及基于该定位标靶和视觉测量系统获取平面度的方法。

背景技术

视觉测量的标记点是机器视觉领域的关键技术，将标记点安装于测量或跟踪物件，通过图像处理技术可以快速、准确的获取物件的位置和姿态。标记点通常分为靠反射发光的被动标记点和自发光的主动标记点，然而，现有的这两类标记点精度都无法达到微米级，要将定位精度拓展到微米级以实现超精密定位一直是本领域面临的技术难题。

根据GB/T11337-2004标准，现有平面度测量主要有直接测量法(间隙法、指示器法、光轴法、干涉法、液面法)和间接测量法(水平仪法、自准值仪法、跨步仪法和表桥法这些间接法)，这些测量方法的主要缺点包括：(1)测量的平面面积有限，一般不大于1m*1m；(2)缺乏平面坐标，通常只能测量平面偏离度，被测点在平面上的坐标需要人工计算或拼接；(3)测量效率低，需要大量的准备和调校工作，测量过程需要人工调节，效率低；(4)不易数字化，大都不能对所有测量数据进行自动记录，需要进行三维拼接才能形成平面度三维报表。

发明内容

本发明目的在于提供一种高精度定位标靶、视觉测量系统及基于该定位标靶和视觉测量系统获取平面度的方法，以快速方便地对多种尺寸物体进行高精度平面度测量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种定位标靶，包括主动发光灯源，其特征在于：

在主动发光灯源底部设置有至少三个高精度球体，所有高精度球体不在同一直线上；

在主动发光灯源上安装控制主板用于按设定时间发送测量指令；

所述高精度球体的球度误差小于1um；

所述主动发光灯源包括框座和沿着框座内壁设置的发光灯条，在框座内依序叠加布置有绝缘板、电路板、反光膜、导光板、增光膜、均光膜、遮光膜、石英玻璃片，且导光板的边缘正对发光灯条；

在石英玻璃片上设置有通光部，在石英玻璃片上的通光部外围设置有用于阻挡光线穿透的涂层或膜层；

在遮光膜上设置有透光部，透光部与通光部同轴布置，透光部的直径D’＝D*(1+2*h/a)，其中，D为通光部直径、h为石英玻璃片厚度，a为石英玻璃片的折射率。

进一步地，所述遮光膜可以卡装在均光膜与石英玻璃片之间，也可以附着在均光膜上，还可以附着在石英玻璃片背面；

所述遮光膜卡装在均光膜与石英玻璃片之间；

所述主动发光灯源还包括用于安装石英玻璃片的盖框，只在盖框上两相邻侧壁分别设置有安装孔，在安装孔内配合设置有弹性限位件，弹性限位件用于抵紧石英玻璃片侧壁，由所有弹性限位件共同从两个相互垂直的方向对石英玻璃片进行弹性限位。

进一步地，所述通光部可以采用一个或多个标记圆，也可以采用一个或多个方形，还可以采用一条或多条直线。