[发明专利]一种基于待测工件基元组态的智能测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于待测工件基元组态的智能测量系统及方法，属于机器视觉检测测量领域。本发明的测量系统由主机，图像采集设备，X轴方向运动装置，Y轴方向运动装置，测量平台等部分组成。其中被测工件图像数据可由CCD相机或激光扫描仪采集，既可以用于二维数据测量，也可以用于三维数据的测量。本发明将待测工件放置于测量平台上，启动系统后图像采集设备获取工件的图像信息，由系统的图像处理模块对获取的图像提取基元，自动识别基元的类型并进行参数计算，同时生成测量对象库。本发明利以形状基元为测量模块，提高了检测效率，减小了对先验知识的依赖，提高了系统的通用性和灵活性。

主权项

1.一种基于待测工件基元组态的智能测量方法，其步骤为：/n步骤一、启动系统，图像采集设备按预先规划的路径进行数据采集，获取图像后系统的图像处理模块先计算被测工件的尺寸，并判断是否需要拼接；如需拼接则调用拼接程序，规划采集图像的路径，拼接完成后进入下一步处理，如不需拼接则直接进入下一步处理；/n步骤二、对摆放位置和角度不同的工件进行姿态归一化处理，为后续的图像处理提供统一的标准姿态；其中工件模型姿态归一化变换的流程为：/n(1)通过全局阈值分割采集的图像获取工件的有效区域Region1；/n(2)求工件的有效区域Region1的最小外接矩形Rectangle1；/n(3)在二维的图像坐标系中求Rectangle1的中心C1(x1，y1)，图像的中心C2(x2，y2)及长轴与水平线的夹角Phi，其夹角取值范围(-π/2,π/2]；/n(4)对工件进行三维重建，在三维坐标系中X-Y的平面上旋转工件的3D模型的角度为-Phi，其中，沿X轴逆时针旋转Phi为正，顺时针旋转Phi为负；使其长轴与三维坐标系中的X轴平行，初步获得模型的归一化姿态；/n(5)根据工件模型的三维尺寸特征，将上一步获得的3D模型姿态再在X-Y平面上旋转180°或者不旋转，获得3D模型的归一化姿态；/n(6)对只需要在二维坐标系中处理的基元，可根据C1、C2平移Region1至图像中心位置，然后旋转-Phi使Region1的最小外接矩形的长轴与X轴平行即获得在二维平面上的归一化姿态；/n步骤三、图像处理模块根据图像三维尺寸特征，提取基元，自动识别判断基元类型，并调用相应的基元处理函数，计算其识别到的基元的相关参数；具体过程为：对工件图像进行阈值分割，提取边缘轮廓，分割边缘轮廓获得该工件图像所包含的基元；然后以基元轮廓的左上角点的坐标值(Row，Column)为编号依据对基元进行编号，按照基元的编号顺序依次将基元与基元特征库的基元特征做匹配，自动识别该基元的类型，识别出基元类型后调用相应的基元处理函数计算该基元类型的相关参数，其中基元特征库基元模型是预先通过机器学习训练大量样本建立，可根据需要动态添加基元特征模型；/n步骤四、如基元库中不包含提取基元类型，需添加新的基元，则动态添加新基元特征至基元库并添加相应的基元处理函数，然后执行步骤二，如不需添加新基元则执行步骤五；/n步骤五、以基元特征及基元的相对位置为依据，判别工件的类型若为工件库中已存在的类型，则在对应编号的工件类型数量上加一；若为工件库中不存在的类型，则按照既定的规则对所测的工件生成一个分类编号，并将工件的测量结果存储在相应的工件分类目录下。/n