[发明专利]基于视觉的激光投线仪自动检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光投线仪检测系统，尤其涉及一种基于视觉的激光投线仪检测系统，属于机器视觉、智能系统技术领域。

背景技术

激光投线仪又称为激光标线仪，激光水准仪等，是一种新型非接触式的标线测量仪器。这种仪器使用方便，成本低廉，是用于基准线标定的精密测量仪器。其工作原理是采用半导体激光二极管发射波长为635nm的激光，再穿透柱透镜或是玻璃棒，从而投射出红色的水平激光线和竖直激光线，用于基准标定。近几年市场上还出现了一些绿光和蓝光的激光投线仪，取得了不错的效果。

经过精度检测的激光投线仪在使用时达到安平状态后，可以投射出误差范围内的水平激光线和竖直激光线。不同类型的激光投线仪投射出的水平线和竖直线的数量不同，有的只能投射出一条水平激光线和一条竖直激光线，属于1V1H，而最多的能投射4条水平激光线和4条竖直激光线，属于4V4H。2条及以上的竖直激光线会在天顶处有一个交点，也就是天顶点。

激光投线仪需要进行检测的精度指标主要有激光线的直线度、正交精度、天顶点精度以及激光线宽等，以保证出厂产品符合业内标准。由于传统的检测方法是将激光线打在基准标靶上，然后通过监控系统将画面传输到检测人员面前的显示器，由人眼进行判断，这种方法成本较高，对人眼造成一定的伤害，还会引入人为误差。

目前与本发明最接近的技术是基于多线阵CCD的激光投线仪数字化检测装置，该技术通过设置立体墙面、线阵CCD检测器、面阵CCD检测器、串口HUB和上位机进行检测。该项技术主要存在以下两个问题：第一是对于多条水平激光线和竖直激光线的激光投线仪，要通过多次转动才能检测得到全部精度指标；第二是该技术的所有CCD都固定在墙上，不利于系统更换位置。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种基于视觉的激光投线仪自动检测系统，通过机器视觉检测技术，解决传统精度检测方法中存在的问题，提高生产企业的效率。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明具体技术方案如下：

一种基于视觉的激光投线仪自动检测系统，包括：待检测激光投线仪、用于放置所述激光投线仪的平台，以及四块竖放板和一块横放板，所述横放板放置在待检测激光投线仪的正前方，所述四块竖放板分别位于激光投线仪四周的四个方向上；所述横放板和竖放板至少在两端和中间位置各设置一个标准刻度板；每个标准刻度板前方设有一个摄像头，用于获取激光线打在刻度板上的图像，每个摄像头与一个树莓派连接，每个树莓派通过网线连接到局域网交换机，与局域网内的上位机通信，接收上位机的指令获取图像并将图像传送至上位机，上位机通过对图像的处理得到激光投线仪的精度指标。

作为优选，所述横放板长5-5.5m，宽0.4-0.5m，放置在激光投线仪的正前方1-1.2m位置处；所述竖放板长3-3.5m，宽0.4-0.5m，放置在激光投线仪的四周前方1-1.2m位置处。

作为优选，所述横放板和竖放板通过支架固定。

作为优选，每个标准刻度板上都有一条水平线和一条竖直线，每块板子上的三块标准刻度板上的线已经通过经纬仪或全站仪进行标定，横放板上的三个刻度板上的水平线在同一条水平线上，竖放板的三个刻度板上的竖直线在同一条竖直线上。

作为优选，所述摄像头放置在标准刻度板的前15-25cm位置处。

作为优选，上位机基于图像获取的激光投线仪的精度指标的方法包括：

(1)在只含刻度板的图像中进行阈值分割，提取刻度线位置；

(2)将包括激光线和刻度线的图像与只含刻度板图像做差，从做差后的图像提取激光线位置；

(3)基于激光线的位置及与刻度线之间的距离信息计算激光投线仪的精度指标。

作为优选，所述从做差后的图像提取激光线位置，包括：将做差后的图像从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间，并提取V通道的单通道图像；对提取出的V通道图像进行滤波及阈值分割，提取激光线位置。

有益效果：本发明与现有的检测系统相比，有以下几点有益效果：

1、本发明设计巧妙，系统装配方便，结构合理，安装完成后非常稳定，可以实现激光投线仪大部分精度指标的检测。

2、本发明通过安装在水平线、竖直线方向的15个摄像头，采集激光线投射在标准刻度板上的图像，通过机器视觉检测技术获取激光线和刻度线的位置信息，避免了检测过程中的人为误差和对人眼的伤害，完全可以满足各项精度指标的要求。