三维尺寸视觉测量系统

现代计量测试1999年第1期

三维尺寸视觉测量系统

邾继贵　王 王　仲　叶声华

(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津　300072)

摘要:视觉测量技术是一种先进的非接触测量手段,具有系统组成灵活、工作空间大、精度合适、自动化程度高等特点,非常适合工业现场的在线测量与质量监控。本文分析视觉测量的原理及视觉测量系统的组成,研究了一个实际的视觉测量系统。

关键词:三维尺寸　视觉测量

0　引言

视觉测量是采用摄像机作为传感器件,借助计算机强大的数据处理能力实现对物体(物点)空间位置的测量。较大规模的视觉测量系统一般由多个视觉传感器组成,以完成大空间范围内的测量,要解决的主要问题有视觉传感器的设计、传感器的局部标定和系统全局标定等。如果被测空间较小,一个传感器应可以组成视觉测量系统,此时局部标定和全局标定是统一的。

视觉传感器的具体结构很灵活,由被测对象来决定,但它们的测量原理是一致的。

1　视觉测量原理

111　视觉传感器测量原理

本质上讲,视觉传感器是基于三角测量原理的,图1示出了光条传感器的测量原理。

图1　光条传感器测量原理由投射器投射出一个光平面,它与被测物体表

面相交形成光条,将物体表面与光条相交的某点记

为P w ,该点在摄像机象面上象点为P i 。设摄像机坐

标系为OXYZ ,P i 在象面上的坐标为(x i ,y i ),P w 在

OXYZ 中的坐标为(x w ,y w ,z w ),图1中存在下列关

系x i =f x (x w ,y w ,z w )y i =f y (x w ,y w ,z w )(1)式中f x ,f y 是由摄象机成像模型所决定的函数。如

果选择透视成像模型,则

f

x =x w z w f f y

=y w z w f 其中,f 为摄像机焦距。

此外,因为P w 在光平面内,所以存在如下约束

P(x w,y w,z w)=0(2)

P(x,y,z)为平面在OXYZ中的平面方程。f x,f y,P(x,y,z)的具体形式可由传感器的局部标定获得。由式(1)、(2)即可算出P w的坐标。

其它类型的视觉传感器,包括多光条传感器、双目传感器,它们的原理可以用类似的方法来分析。112　视觉系统原理

由于单个视觉传感器的工作空间有限,因此,通常由多个视觉传感器组成一个较大工作空间的视觉测量系统,如图2所示。

图2　多传感器视觉测量系统在图2示出的系统中,每一个传感器的测量

结果都是在其自身的局部坐标系中得到的,必须

将这些局部坐标系下得到的测量结果统一到测量

坐标系下才有意义。借助经纬仪可实现这种统一,

这就是视觉系统的全局标定。

设第i个传感器的局部坐标系为O i X i Y i Z i,系

统测量坐标系为O X Y Z,经纬仪坐标系为

O o X o Y o Z o,则

x o

y o

z o

=R o i

x i

y i

z i

+T o i(3)

x

y

z

=R o

x o

y o

z o

+T o(4)

式中R o i,T o i为坐标系O i X i Y i Z i到O o X o Y o Z o之间的旋转矩阵和平移矩阵,R o,T o为坐标系O o X o Y o Z o 到O X Y Z之间的旋转矩阵和平移矩阵,它们均通过经纬仪的全局标定获得。于是

x

y

z

=R o R o i

x i

y i

z i

+R o T o i+T o(5)

通过上式就可以实现各个传感器的局部坐标系到系统测量坐标系之间的统一,如果测量系统只包含一个视觉传感器,那么全局标定就可以省略。下面研究一个车身三维尺寸视觉测量系统。

2　车身三维尺寸视觉测量系统

汽车在生产过程中,需要对白车身(未喷漆前的已焊装好的车身)上的关键部位及关键点(如车围棱线,棱线上的点,车身上圆孔、锥角等特征点)进行检测,以鉴定生产线的焊装质量。车身三维尺寸视觉测量系统可以在线、非接触、高效地完成这个任务。该系统由多个视觉传感器组成,包括传感器系统、标定系统、机械系统、电气控制系统、计算机系统及测控软件几部分。整个系统的工作示意图如图3所示。

211　视觉传感器系统

视觉传感器在整个系统中占有重要的地位,根据车身上被测点的具体特点,设计了三种类型的传感器,传感器原理图如图4所示。

图3　车身三维尺寸视觉测量系统工作示意图

图4　车身三维尺寸视觉测量系统中的传感器

21111　单光条传感器

由单光条投射器和摄像机组成,投射器投射的光平面和被测物体表面相交形成光条,分析光条在摄像机中的成像位置就可解算出被测物体表面上的点(和光平面相交部分)的空间位置。该传感器用于测量车身棱线上点的空间坐标。

21112　多光条传感器

由多光条投射器和摄像机组成,可以一次投射多个光平面,因此能够同时测量多个被测物体表面上点的空间位置。该传感器用于测量车身棱线(通过多个点的测量结果来解算)的空间位置。21113　双目传感器

由左右两个摄像机组成,根据空间特征点(如圆孔等)在左右两个摄像机中的成像位置,可解得该点的空间坐标。该传感器用于测量车身上特征点(圆孔、锥角等)的空间位置。

212　标定系统

标定系统包括传感器局部标定和系统全局标定两部分。

21211　局部标定

标定传感器的结构参数,包括摄像机参数,光平面和摄像机之间的空间关系,摄像机和摄像机之间的空间关系等。

21212　全局标定

标定组成系统的各个视觉传感器局部坐标系和视觉系统测量坐标系之间的空间关系,采用两

台经纬仪建立观测坐标系,通过靶标将各个传感器的局部坐标系统一到一个基准坐标系(视觉系统

测量坐标系)中。

213　机械系统

机械系统负责传感器的安装、被测车身的传动及定位。

214　电气控制系统

电气控制系统完成对机械运动机构的运动控制。

215　计算机系统

计算机系统提供一个计算、控制平台,它通过网络,在测量控制软件的作用下,实现对多个传感器的控制,并经过计算处理最终给出测量结果。硬件控制原理如图5所示。

图5　计算机控制原理

216　测量控制软件

测量控制软件包括网络通讯模块、电气控制模块、传感器控制模块、图像分析模块、计算模块、交互式用户接口模块等,实现对系统的控制并给出测量结果。

3　结论

视觉测量具有非接触、高效、灵活等独特优点,非常适合于生产现场的在线测量与质量监控,是一种很有价值和前途的测量技术,这在实际应用中已得到充分的证明。

参考文献

1　邹定海.三维视觉检测系统研究及其ADC应用:[学位论文].天津:天津大学,1992.

2　罗明.多视觉检测系统标定方法的研究:[学位论文].天津:天津大学,1994.

V isi on M easu ring System fo r32D i m en si onal Sizes

Zhu J igu i,W ang Fang,W ang Zhong,Ye Shenghua

(State Key L ab of P recisi on M easu ring T echno logy and In strum en ts,T ian jin U n iv.,300072)

A b stract:V isi on m easu ring techno logy is an advanced non2con tact m easu ring m ethod w ith several characteristics such as flex ib le configu rati on,app rop riate p recisi on and h igh au tom ati on.It is very su itab le to the on2line m easu rem en t and quality m on ito r in the field of indu stry.T he p rinci p le and system configu rati on of visi on m easu rem en t are analyzed,and a p ractical visi on m easu ring system fo r32di m en si onal sizes are develop ed.

Key W o rds:32di m en si onal size,visi on m easu rem en t

常用三维移动扫描车型号及参数(精)

常用三维移动扫描车型号及参数 三维移动扫描车型号1：拓普康IP-S2移动测量系统 仪器介绍： 拓普康IP-S2移动测量系统成功解决了多维空间信息采集的瓶颈，采用卫星定位、惯导测量等融合定位方式，利用集成的360°相机和多重激光扫描设备，可以快速地提供精确的多元数据流，并且可在线进行数据更新，节省了大量的人力物力。 目前，在全球已有近千套IP-S2移动测量系统成功服务于城市景观漫游（如三维数字街景数据采集）、道路及管线设施普查、公众安全等领域。 产品特点： ● 精确记录具有空间参照信息和时标信息的RGB点云及视频影像 ● 高精度GPS+GLONASS信号跟踪 ● 惯性测量单元辅助导航定位 ● 获取道路及周边地物的3D特征 ● 获取道路沿线360°全景影像 ● 快速、简易的安装和拆卸 特性说明：

可同时获取具有空间和时标信息的RGB点云及360°影像双频GPS+GLONASS 定位IP-S2主控单元使用多传感器实时获取精确的车辆位置和姿态。由于双频GNSS接收机能同时跟踪GPS和GLONASS信号，从而使IP-S2应用范围更广，尤其在有遮挡的城市区域。内置IMU连续不间断的监控车辆的运动和姿态，即使行驶在有障碍物、隧道等没有GNSS信号的情况下，IP-S2系统也能跟踪定位车辆的位置。 车轮编码器 车轮编码器提高了定位精度和可靠性。安装在后轮的车轴上，编码器可以检测每个轮子的转动。车辆姿态是通过比较两轮之间的转动速度而精确计算得到。 激光扫描仪（可选） 三个2D激光扫描仪能够获取道路路面及两侧的高分辨率3D点云，并且不受光线条件的影响。IP-S2系统利用高精度的点云数据和GPS时间能够定期进行道路形状、位置和属性等的检测。 360°全景相机（可选） 360°全景相机连续捕获球面影像。影像与点云的完美结合大大提高了三维分析功能。高度集成的安装支架，易于快速安装和拆卸IP-S2的安装支架将所有的传感器集成到一块，易于快速、简易安装和拆卸。运输箱能够装入整个安装支架，为IP-S2系统提供了保护和安全运输。 一台笔记本即可完成任意工作，高集成度系统的配置仅需要车里放置一台笔记本。从数据采集到处理再到分析都可以使用同一台笔记本完成。 技术指标：

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模 3 黄风山 1,233, 钱惠芬 1 (1. 河北科技大学机械电子工程学院 , 河北石家庄 050054; 2. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室 , 天津 300072 摘要 :提出了一种激光跟踪测距视觉坐标测量系统 , 测量时摄像机测量光笔上各光反射点的方向 , , 由测得 ( , 激光测距仪测得的距离参数的引入 , 依据冗余技术给出了被测 :在 Z 、 Y 和 X 轴方向 0. 、 0. 和 0. 011mm 。 关键词 :; ; n 点透视问题 (P n P ; 冗余技术 Mod el for a Laser Distance T racking 3D C oordinates V ision M easu ring System HUAN G Feng 2shan 1,233, QIAN Hui 2fen 1 (1. Mechanical and Electronic Engineering C ollege , Hebei University of S cience and T echnology , Shijiazhuang 050054,China ; 2. State K ey Laboratory of Precision Measuring T echnology and Instrument , Tianjin University , Tianjin 300072,China Abstract :Alaser distance tracking 3D coordinates vision measuring system is proposed. It mainly consists of a CCD camera , a laser rangefinder ,a computer and a light pen. When measuring ,the CCD camera registers the direction of every light 2re 2 flecting point m ounted on the light pen. According to these measured directions ,the laser rangefinder can track and capture each light 2reflecting point ,and record the distance between one of the four light 2reflecting points and the laser rangefinder. Using the measured directions and distance ,the system can calculate the 3D coordinates of the point touched by the pen 2 on the perspective 2n 2point problem (P n P principle ,the system ′ s mathematic model is of the distance parameter ,this m odel can be solved linearly ,and its solution is

视觉测量系统技术及应用

视觉测量系统技术及应用 1 引言 基于计算机的视觉检测系统是指通过计算机视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，图像处理系统再根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，计算机图像系统对这些信号进行复杂运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制设备动作。它具有非接触、速度快等优点，是一种先进的检测手段，非常适合现代制造业。可用于视觉检测的试验原理很多，如纹理梯度法、莫尔条纹法、飞行时间法等，然而诸多测试原理中，尤其基于三角法的主动和被动视觉测量原理具有抗干扰能力强、效率高、精度合适等优点，非常适合在线非接触测量。本文主要从视觉测量系统在实际中应用出发，展示视觉检测技术在制造业中的广阔应用[1-4]。 2 视觉测量系统技术的应用 2.1 汽车车身视觉检测系统 在汽车制造过程中，车身上总有很多关键的三维尺寸进行测量，采用传统的三坐标测量机只能离线抽样检测，效率低，更不能满足现代汽车制造在线检测的需要，而视觉检测系统能很好的适应该需要，典型的汽车车身视觉检测系统如图1所示[5]。 图1 车身视觉检测系统 车身检测系统主要依靠的是数个视觉传感器，其中还包括传送机构、定位机构，计算机图像采集、网络控制部分。每个传感器对应一个被测区域，然后通过传输总线传至计算机，通过计算机对每个视觉传感器进行过程控制。 汽车车身检测系统的测量效率很高，精度式中，并且可以在完全自动情况下完成，这个包含几十个测点的系统都能再几分钟内测量完成，因此可以适应汽车制造的在线检测。而且传感器的布置可以根据不同车型来布置，增加了应用要求，

因此减少了车身视觉系统的维护费用。 2.2 拔丝模孔形视觉检测系统 使用计算机视觉检测技术开发出的拔丝模孔形检测系统由光学成像系统、工业用摄像机图像采集卡、计算机及监视器组成，可以解决生产实际中的模具孔形检测问题．工作原理如下：先采用注入硅胶方法获得反映待检拔丝模尺寸及形状的硅胶凸模，然后把硅胶凸模放在光学系统的载物台上．硅胶凸模经光学成像放大，成像于CCD像面上，然后用图像采集卡采集CCD图像信息，最后由计算机视觉检测软件完成对孔形尺寸的自动计算，此时图像采集时需要配置特殊的光照系统．系统实现了自动数据采集、处理，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化． 2.3 无缝钢管直线度和截面在线视觉检测 无缝钢管是一类重要的工业产品，在反应无缝钢管质量中，钢管直线度及截面尺寸是主要的几何参数。现代工业已经可以实现无缝钢管的大批量大规模生产，并且并无成熟的直线度、截面尺寸高效率的检测系统，主要原因为：无缝钢管空间尺寸大，需要很大的测量空间，一般的检测手段很难实现如此大尺度的检测。然而视觉检测却非常适合无缝钢管及截面尺寸的测量，其测量原理图如图2所示。 多个传感器组成了视觉检测系统，传感器的结构光所投射的光平面与被测钢管相交，从而得到钢管的部分圆周，传感器测量圆周在传感器三维空间位置，每一个传感器实现一个截面圆周测测量，然后通过拟合得到截面的圆心和其空间位置，从而实现对无缝钢管截面和直径的测量。 图2 无缝钢管在线检测 2.4 视觉测量在逆向工程中的应用 逆向工程是针对现有的工件，利用3D数字化测量仪准确快速地测量出轮廓坐标值，并建构曲面，经过编辑、修改后，将图形存档形成一般的CAD/CAM系统，再由CAM所产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机制所需模具，或者以快速成型将物品模型制作出来。视觉测量一般使用三种激光光源：点结构光、线结构光、面结构光，图3为使用线结构光测量物体表面轮廓的结构示意图[6]。

大尺寸物体测量方法国内外研究现状

大尺寸物体测量方法国内外研究现状 随着现代工业的发展，对测量要求越来越高，尤其是大尺寸的目标测量，一般要求其测量范围大、测量精度高或者需要实现动态测量。文章针对大尺寸物体的尺寸测量问题，研究了国内外的发展现状，对如今接触式测量和非接触式测量的技术做了简单介绍，较详尽地描述了非接触式测量中的视觉测量。 标签：大尺寸；尺寸测量；视觉测量 1 概述 由于经济的迅猛发展，现代化工业对大尺寸物体测量需求日益升高，例如铸造行业、钢铁企业、船舶与航天企业等，大尺寸物体的测量逐渐成为国内外研究的热点。如今国内外较传统成熟的测量方法主要分为两类，接触式测量和非接触式测量。主要包括计算机视觉测量技术、超声波测量、激光测量、室内全球定位系统等测量技术。 2 国内外研究现状 首先接触式测量中，超声波测量中接触式测厚仪由主机和探头两部分组成，在被测物体内应用超声波脉冲的反射原理进行[1]。该方法虽然成本较低但精度容易受影响，例如测量物体表面不光滑、环境温度偏高等都容易影响测量精度。典型的接触式测量还有三坐标测量机，测量时测量机的测头接触被测工件，系统自动记录被测量点的三围坐标信息，进而根据多个空间点坐标信息计算出被测物体几何尺寸或者位置等[2]。该方法虽然精度较高但满足不了实时性无法实现动态测量。激光跟踪测量系统根据目镜返回的光束来实现动态测量目标的距离[3]。该方法效率及成本都较高，并且激光也极易受周围大气温度等的影响。 非接触式测量有很多种，例如射线法、激光法、结构光测量法、视觉测量法、漏磁法等。文献[4]应用了漏磁法，漏磁法对被测物体的材质要求较高，一般要求物体能够被磁化。X射线本质上其实是一种电磁波，其对环境有较高的适应能力，文献[5]便将射线法应用于钢板尺寸的测量。国外研究领域，法国Mensi公司生产的扫描仪可以轻松实现被测物的三维重构，Mensi S25利用了平面三角法[6]。结构光三维测量方面如德国GOM公司的ATOS三维扫描仪为工业测量提供了一种非接触式的三维光学测量。文献[7]基于结构光光栅投影，利用傅里叶变换轮廓测定法来实现三维物体形状的自动测量。测厚仪器的研究方面如德国IMS 公司提供的X射线测厚仪是一种以X射线为载体的非接触式厚度测量系统，在未接触条件下对带钢的厚度完成测量，测量精度高达1‰。并且在全世界第一次成功地把轧机的厚度测量和速度测量系统紧凑地装在一个测量框架上，厚度测量系统采用IMS公司单一通道X光测厚装置，速度测量采用VLM 200 SD 装置，在许多轧机上成功使用[8]。CCD测宽方面如加拿大KELK公司的ACCUBAND系列测宽仪[9]性能较好，该仪表用两个线阵CCD的摄像头看带钢。带钢的每个边缘都能被两个摄像头从不同的角度看到。用带钢边缘在CCD阵列

车辆空间尺寸三维测量方法探索

车辆空间尺寸三维测量方法探索 摘要：本文主要介绍如何采用先进测量仪器以及辅助工装，实现车辆三维空间尺寸的高精度测量，填补车体生产制造中空间尺寸检测手段的空白。本文通过设计制作专用测量辅助工装、取点投影、建立坐标系、定点测量、选择最佳拟合、跳转设备、继续采点等一系列措施手段，经过现车验证，获得车辆空间尺寸的测量数据，为后工序的调修、组对、机械加工提供了准确数据支撑。 关键词：空间尺寸；三维测量；低地板城铁；精度 1 概述 随着科技的不断发展，以及城铁车技术要求的不断提高，精确测量技术的作用显得日益重要，这对产品精度质量提出了更高的检测要求。100%低地板立体底架钢结构组焊后的三维空间尺寸测量采集工作对我们提出了严峻的考验。经过调研、策划，公司配置了精确测量设备——FARO ARM测量臂。但是只拥有先进的设备是不够的，我们通过对车辆结构的细致研究和功能性分析制定了测量辅助工装、测量定位基准、坐标系转换、数据采集实现等方法。实现了立体底架钢结构铰接座间距、枕梁与空气簧座相对尺寸、端侧拉铆面倾斜角度等的测量，同时实现了数据误差显示、对比，较大幅度提高了现车检测水平，为车辆三维空间尺寸的精确测量提供了范例。此项技术陆续推广应用在了美国波士顿项目激光焊工装弧形的高精度测量和悉尼双客底架端部机加前测量。 2 测量设备及测量方法的研讨 2.1 数字化测量设备的简介 工作原理介绍： 测量臂采用光栅码盘来记录探头任意姿态时的转角。通过固定的臂长与实时变化的角度的记录可以换算出探头在任意点位置的坐标值。在轴上的温度传感器及补偿系统，可以保证在环境温度下稳定测量。通过现场对探头进行校准，来修正更换探头所引起的误差。 2.2 测量数据的准备 图二：探针补充示意图 专用测量辅助工装：制作专用支撑工装将已经组焊并调修完成的底架钢结构调平，等待测量。 基准确立：使用ARM测量臂时，需要考虑已什么为基准，怎样设置测量点，以及如何将不同位置的检测对象统一到一个系统中进行比较等问题。经过多次试验论证，我们决定通过建立统一坐标系和设备跳转的方式来解决以上问题，将单个独立位置点变成我们有用的测量元素，且能通过统一的坐标系实现所有测量位置点的数据分析。 探针补偿：由于测量臂探头采用直径为3mm球形测量头，在测量时为了得到准确的测量坐标我们必须对探头本身尺寸进行补偿。测量前需要设置探针补偿值（探头直径），本项目我们使用的是孔补偿方式对探针进行补偿。后续生产实施过程中，如果存在以下三种情况必须对探针进行补偿：第一，探针拆卸重新安装后；第二，测量环境温度变化较大；第三，较长时间未重新校准。 移动设备：由于本项目车辆分为两种车型NP和MP，长度为5-7m之间，但是测量设备无法实现一次性测量。要想得到我们想要的数据必须将所有的测量点都放到一个坐标系中，如车长度方向的两个位置点分居车辆两端，无法通过一次

大尺寸测量检测设计方案

大尺寸测量检测设计方案 设计方案案例 本方案为某轨道交通行业工艺研究所，大零部件尺寸测量检测，基于接触式测量及精密机械技术。 1.内径测量原理 1)量具校准 百分表(或者千分表)和加长杆安装好，放在标准件校准，使百分表读数为零。示意图如下： 2）内径测量 将百分表和加长杆放在待测工件上，观察百分表读数，该读数就是待测工件尺寸同标准件的差值，由此得出待测尺寸，示意图如下： 2. 外径尺寸测量 1）量具校准：将百分表和加长杆安装好，放在标准件校准，使百分表读数为零，示意图如下： 2）外径尺寸测 将百分表和加长杆放在待测工件上，观察百分表读数，该读数就是待测工件尺寸同标准件的差值，待测尺寸由此测得，示意图如下： 3. 测量技术原理： 大尺寸精密检测是机械行业的难题，我们采用一个经过精密校准的基准尺寸（标准件或量块）同待测尺寸比较。用百分表和加长杆测量待测尺寸，当待测尺寸同基准值差值为零时，则待测尺寸等于基准值，从而精密地测出了待测尺寸。如待测尺寸同基准值差值不为零，该差值就是待测尺寸实际偏差。 此方案的优点： 1）高精度，例如2000mm的尺寸，可以达到±0.01mm 2）可以长时间保持高精度 龙霖公司简介 龙霖科技有限公司是一家工业产品快速自动化检测、光电检测及图像影像测量解决方案提供商。公司总成光、机、电、计算机一体化等多种复合测量检测技术，业务范围涉及：自动化检测设备及项目研发，光电检测设备及项目研发，机器视觉系统集成及项目研发，专用三维测量设备开发，自动化及机电一体化设备及项目研发，高精度计量、检测设备及工具设计与制造等等。应用领域遍及轨道交通、军工、航空航天、重工船舶、汽车制造、机床模具、加工设备等装备制造业。 龙霖科技以强大技术优势引领中国自动化检测设备，测量仪器和专用测量设备的高端市场，研发技术支持来源于资深行业专家及高级工程师、国内的大学和研究所设计院。我们拥有自己在自动化技术和光电学技术领域整合能力，完善的工业检测解决方案设计能力及快速检测能力。打造为客户定向开发及个性化需求定制的新模式。提供机械设计、生产制造、品质控制等制造业的计量检测解决方案。 公司将最先进测量检测技术为中国的制造业服务，解决计量测量检测难题；致力于发展轻、精、快计量检测设备而奋斗。 服务范围 自动化检测设备及项目研发 现代计量检测行业，传统接触式已远远不能满足测量检测要求，会越来越多采用非接触式光电检测技术等综合检测技术手段，配置在装配组装过程控制生产线从而实现现场在线快速自动化，朝着快速、精准、有效的高端测量检测方向发展。 公司承接以下业务： 1．光学，声学快速测量检测技术 1)基于机器视觉检测技术设备项目研发 2)基于CCD成像检测技术设备及项目研发 3)基于影像检测技术设备及项目研发

基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统_雷良育

2005年3月 农业机械学报 第36卷第3期 基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统 雷良育　周晓军　潘明清 【摘要】　开发了适应大批量流水线生产和检测需要的轴承内外径机器视觉检测系统。对系统的机械及运动控制部分以及光学成像系统等进行了设计,提出了一种利用多项式插值精确测量轴承边缘点位置的方法,分析提出了将锐化图像进行再滤波的技术,优化了轴承图像内外径尺寸的边缘获取的技术路线。检测结果表明,系统具有非接触、在线实时、速度快、精度合适、现场抗干扰能力强等优点,能实现产品的零废品生产的目标。 关键词:轴承　直径　自动检测　机器视觉中图分类号:T P 391;TH 13313 文献标识码:A M ach i ne V ision System for I nner and Outer D i am eters I n spection of a Bear i ng L ei L iangyu Zhou X iao jun Pan M ingqing (Z hej iang U n iversity ) Abstract A m ach ine visi on system fo r in specti on of inner and ou ter diam eters of bearings w as developed fo r a p i peline p roducti on and in sp ecti on .T he m echan ical and m ovem en t con tro l un its ,as w ell as its op tical i m aging system ,w ere designed .A p recisi on m easu ring m ethod w ith po lynom ial in terpo lati on w as develop ed to m easu re bearing edges . B esides ,a re 2filtering techn ique w as adop ted to op ti m ize the techn ical rou te .T he m easu ring resu lts show ed that the system had advan tages of non 2con tact ,on 2line ,real ti m e and rap id speed ,as w ell as app rop riate p recisi on and strong an ti 2jamm ing . Key words B earing ,D iam eter ,A u tom atic m easu ring ,M ach ine visi on 收稿日期:20030922 雷良育　浙江大学现代制造工程研究所　博士生　副教授(江苏技术师范学院),310027　杭州市周晓军　浙江大学现代制造工程研究所　教授　博士生导师潘明清　浙江大学现代制造工程研究所　博士生 引言 目前,我国大多数轴承生产厂家在轴承尺寸精度的检测方面还是依靠机械式、光学式等测量仪器,手段比较落后。这种依靠人力的随机抽样检测方法检测效率低、精度低、易于引进人为误差。随着现代制造业的发展,传统的检测技术已不能满足其需要,现代制造强调实时、在线、非接触检测,因而对轴承尤其是精密轴承的测量提出了越来越高的要求。为了适应轴承制造业生产批量大、质量要求严格、检测任务繁重的特点以及自动化流水线作业、实现产品100%检测目标的要求,需要研究新型的产品检测技 术。机器视觉检测技术具有非接触、速度快、精度合适、现场抗干扰能力强等突出的优点,能很好地满足现代制造业的需求,在实际中显示出广阔的应用前景。应用机器视觉检测技术,研制了基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统[1～4]。 1　系统工作原理与设计 111　工作原理 轴承内外径机器视觉检测系统由线阵CCD 传感器、光学系统、计算机图像采集和处理系统、机械运动工作平台等部分组成,其系统结构框图如图1所示。 系统的工作原理:被测轴承在机械运动工作平

三维测量

三维测量 详细的测量方法在使用说明书中有具体的说明和步骤，先只介绍一下工作中最常用到的方法。 ●全站仪的整平 全站仪的使用前，应该先进行机器的整平工作。步骤和经纬仪一样，唯一不同的是，全站仪多了一个垂直补偿功能（电子气泡）在p3页的倾斜菜单下，按F2进入，横向Y轴，竖向X轴。初步整平后就可以进入垂直补偿功能，进行进一步的微调。 一般测量罗盘为左侧，整平时按左手大拇指为方向，调整基座上的三个调整螺栓： 调整到XY轴尽量接近0＇00″旋转水平角180度，两侧XY值正负相加不大于10″（同经纬仪水平仪调整） ●单独使用全站仪时常用的测距功能 对边测量，包括斜距测量，平距测量，高差测量三种。三钟测量方式在《配臵》-《观测条件》中可以设臵，默认为斜距测量。

单独使用全站仪时，需先进行坐标测量（建立坐标系统）详见说明书。 ●连接手部的三维测量 方法大致和单独使用全站仪测量一样，但是功能更多，易于查看和编辑计算。所以一般测量中都连接手部测量。手部的基本操作见说明书。在测量中，常用的有两个坐标系统：大地坐标系统和任意坐标系统： 第一个为大地坐标系，用于测量已经有加工后的基准或调整水平后的构件和预组装的构件，可以兼顾水平仪测量水平。Z轴垂直于大地，XY平面为水平。 第二和第三个是任意坐标系，按个人习惯可随意使用，但是常用的还是第三个，点1为原点，点2为X向，点3为标高Z向。任意坐标系可以在构件不水平或不垂直的状态下对构件进行测量，包括已经调平垂直状态下。 ●实际测量

如上图，点4到点8为基准轴。点1到点4和点5到点8的面为不规则的两个面，不一定是完全与基准轴垂直的，不能做为参考。 测量时先在站点上设点4为原点，点3为X向，点1为Z向建立一个任意坐标系，同时测量点2。Y向指向构件的点8方向，但是Y轴现在还不是完全和基准轴重合。在测量对面的点5到点8前（迁站前）需要建3个参考点，3个参考点必须是在站点2上也能测量到的点，作为全站仪迁站后仍然与站点1在同一坐标系中的依据（点9、点10、点11）在站点2上也依次测量点9、点10、点11。迁站误差接受在0.5mm以下。3个参考点的位臵不能是一个平面上，或是以全站仪为圆心的圆周上，距离和角度越大，相对精度也越高，要求见说明书。 迁站测量后，依次对点5到点8进行测量。同样这个面也不一定与基准轴垂直的。如果点4到点8的Y直线为基准轴，那么点8的XZ坐标为0，0。如下图：

电子元器件外形尺寸机器视觉测量系统设计

Optoelectronics 光电子, 2020, 10(3), 84-89 Published Online September 2020 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/821751316.html,/journal/oe https://https://www.sodocs.net/doc/821751316.html,/10.12677/oe.2020.103011 电子元器件外形尺寸机器视觉测量系统 设计 李超，许杰 盐城市计量测试所，江苏盐城 收稿日期：2020年8月24日；录用日期：2020年9月4日；发布日期：2020年9月11日 摘要 电子元器件是电路的基本组成部分，有着广泛的应用。传统的人工检测存在很多不足，机器视觉尺寸测量技术由此应运而生，机器视觉由于自身具备高灵敏度、高精度及高耐用性的特性，对于提高工业自动化水平和工业生产效率有极大助力。根据课题要求，以单片机芯片为研究对象，以检测单片机芯片二维平面上的长度与宽度为研究目标，设计了基于机器视觉的单片机芯片检测系统的硬件方案，硬件组成包括光源与照明方式的选择，以及相机与镜头的选择。完成硬件平台搭建后，同时制作了应用于相机标定的标定板并在调试完成的硬件平台上拍摄了三十张左右的标定图片。利用MATLABR2016A作为系统的软件处理平台，一方面应用MATLAB标定箱对标定图做相机标定，另一方面编写用于单片机芯片尺寸测量的图像处理代码及测量代码。其中，在图像处理环节主要包括图像滤波、二值化处理和边缘提取等步骤。单片机芯片的尺寸测量实验完成后将实验结果与真实尺寸的对比，可以看出构建的基于机器视觉的电子元器件外形尺寸测量系统满足了课题设定目标。 关键词 机器视觉，图像处理，相机标定，尺寸测量 The Design of Machine Vision Measurement System for the Dimension of Electronic Components Chao Li, Jie Xu Yancheng Institute of Measurement and Testing, Yancheng Jiangsu Received: Aug. 24th, 2020; accepted: Sep. 4th, 2020; published: Sep. 11th, 2020

如何测量服装尺寸

第一步：测量身体各部位尺寸 女孩子决定身材的重要指标是净三围：胸围、腰围、臀围，测量要点： 1、贴身测量，不要留有余量。 2、胸围：要通过胸的最高点尺子平行地面一周。 3、腰围：要量腰部最细的部位，不要量裤腰的地方，在肚脐以上3cm左右的地方，尺子平行地面测量一周。 4、臀围：要过臀部最高点，平行地面测量一周。 三围是基本的围度，还有几个基本的长度：衣长、袖长、裤长、肩宽，测量要点： 1、衣长：从颈部和肩部的交点开始测量，尺子垂直地面，量到你希望衣服的长度为止，得到的数据就是衣长。 2、袖长：从肩最宽点量起，通过肘关节直到合谷穴的长度是标准的袖长。 3、裤长：从腰围线开始到脚踝的位置的长度。

4、肩宽：肩宽一定要从后背量，从肩的最宽部量起，要通过颈椎和脊椎的交点，量出曲线的长度。 第二步：根据尺寸选择衣服 基本的尺寸具备了，就要实用于具体选择服装了。卖家一般会提供成衣的尺寸给大家，但是成衣的尺寸是含有放量的，服装的裁剪是按照身体的净尺寸加上一定放量得出的，不同的服装放量也不同，所以在对照实物尺寸时，直接比较净尺寸的不准确的，举几个常用的例子给大家，大家也可以在实践中总结交流。 一、非弹性服装的基本放量尺寸（视具体情况而定） 1、衬衣：一般收腰的贴身的衬衣，胸围的放量在6～8cm，腰围的放量在8～10cm。 例：净胸围85cm净腰围68cm 应选择的衬衣胸围：91～93cm 腰围：76～78cm 2、套装上衣：现在很多人喜欢穿收腰的上衣，这种上衣的放量与衬衣是一致的。 3、长裤：裤子的腰围是没有放量的，只需量出净腰围即可，但是现在很多人喜欢穿低腰的裤子，所以要测量低腰位置的周长，一般取腰围线到臀围线三分之一的位置。牛仔裤的臀围放量是1～2cm，西裤的放量3～5cm。 例：净臀围90应选择91～92cm臀围的牛仔裤或93～95cm的西裤 4、裙子：腰围与裤子的测量一致，臀围的放量是2～3cm。 5、大衣：大衣胸围的放量是12～16cm，要依据款式紧身还是宽松。 二、弹性服装的基本放量尺寸（含毛衣） 弹性服装的放量： 1、含有弹性成分的面料： 上衣：净胸围+2cm裤子：净臀围－2cm 2、弹力针织面料

三围测量方法

三围怎么测量？2006-7-7 10:18 提问者：满客隆 |浏览次数：13064次 2006-7-7 10:21 最佳答案 测量三围法: 先将衣服脱去，较轻松地站着（但是要笔直），双脚并拢，脸向正前方，微微抬起下颚。 将皮尺水平地圈在胸围（突出点）上，由松慢慢收紧。量时应用手将乳房轻轻托起，就好象穿着胸衣一样。这时可以轻松地测得自己的实际胸围与胸下； 而胸线（乳房底部所呈现的线条）也可方便地测得。腰围是你觉得腰部最细的地方。 臀围是量臀部最突出的地方，但是注意量的时候要对着镜子，这样可以知道自己臀部的形状，对内裤的挑选会很有帮助。 注意:胸围与臀围应该三个月测量一次,作为购买内衣裤的标准,毕竟"人是善变的 三围测量方法 (2011-02-12 15:59:26) 转载 标签： 杂谈 分类：黑-似墨。 三围测量方法：买YY前一定要先测量，避免因尺码问题换货而引起的经济损失！！！ 虽然我们已经很清楚的把尺寸写在描述里，但是还是发现很多买家不知道自己到底要穿什么尺寸的YY。所以在这里写写如何判断尺寸，希望我的专业知识能帮到大家购买到最适合自己的尺码！ 女孩子决定身材的重要指标是净三围：胸围、腰围、臀围。 测量要点： 1、贴身测量，不要留有余量。 2、胸围要通过胸的最高点尺子平行地面一周。

3、腰围要量腰部最细的部位，不要量裤腰的地方，在肚脐以上3cm左右的地方，尺子平行地面测量一周。 4、臀围要过臀部最高点，平行地面测量一周。 三围是基本的围度，还有几个基本的长度：衣长、袖长、裤长、肩宽。 测量要点： 1、衣长从颈部和肩部的交点开始测量，尺子垂直地面，量到你希望衣服的长度为止，得到的数据就是衣长。 2、袖长从肩最宽点量起，通过肘关节直到合谷穴的长度是标准的袖长。 3、裤长：从腰围线开始到脚踝的位置的长度。 4、肩宽：肩宽一定要从后背量，从肩的最宽部量起，要通过颈椎和脊椎的交点，量出曲线的长度。 基本的尺寸具备了，就要实用于具体选择服装了。卖家一般会提供成衣的尺寸给大家，但是成衣的尺寸是含有放量的，服装的裁剪是按照身体的净尺寸加上一定放量得出的，不同的服装放量也不同，所以在对照实物尺寸时，直接比较净尺寸的不准确的，我举几个常用的例子给大家，大家也可以在实践中总结交流。 1、衬衣：一般收腰的贴身的衬衣，胸围的放量在6～8cm，腰围的放量在8～10cm。例：净胸围85cm净腰围68cm 应选择的衬衣胸围：91～93cm 腰围：76～78cm 2、套装上衣：现在很多人喜欢穿收腰的上衣，这种上衣的放量与衬衣是一致的。 3、长裤：裤子的腰围是没有放量的，只需量出净腰围即可，但是现在很多人喜欢穿低腰的裤子，所以要测量低腰位置的周长，一般取腰围线到臀围线三分之一的位置。牛仔裤的臀围放量是1～2cm，西裤的放量3～5cm。 例：净臀围90 应选择91～92cm臀围的牛仔裤或93～95cm的西裤 4、裙子：腰围与裤子的测量一致，臀围的放量是2～3cm。 5、大衣：大衣胸围的放量是12～16cm，要依据款式紧身还是宽松。 以上这些放量是没有弹性服装的基本放量尺寸，也要适具体情况而定，但是现在时下很多流行的服装是弹性弹性，还有毛衣的尺寸也很难把握。 弹性服装的放量： 1、含有弹性成分的面料： 上衣：净胸围+2cm 裤子：净臀围－2cm 2、弹力针织面料 上衣：净胸围－6cm 裤子：净臀围－6cm 3、毛衣： 休闲毛衣：净胸围＋0～4cm 紧身毛衣：净胸围－4～8cm 最后再教大家一个比较法：就是选择自己衣柜里的衣服测量，但是这种方法的重点就是要注意，选择测量的衣服要与要买的衣服款式、面料的密度接近，否则的话会有适得其反的效果。 衣服测量方法，平铺扣上扣子

三维尺寸视觉测量系统

现代计量测试1999年第1期 三维尺寸视觉测量系统 邾继贵　王 王　仲　叶声华 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津　300072) 摘要:视觉测量技术是一种先进的非接触测量手段,具有系统组成灵活、工作空间大、精度合适、自动化程度高等特点,非常适合工业现场的在线测量与质量监控。本文分析视觉测量的原理及视觉测量系统的组成,研究了一个实际的视觉测量系统。 关键词:三维尺寸　视觉测量 0　引言 视觉测量是采用摄像机作为传感器件,借助计算机强大的数据处理能力实现对物体(物点)空间位置的测量。较大规模的视觉测量系统一般由多个视觉传感器组成,以完成大空间范围内的测量,要解决的主要问题有视觉传感器的设计、传感器的局部标定和系统全局标定等。如果被测空间较小,一个传感器应可以组成视觉测量系统,此时局部标定和全局标定是统一的。 视觉传感器的具体结构很灵活,由被测对象来决定,但它们的测量原理是一致的。 1　视觉测量原理 111　视觉传感器测量原理 本质上讲,视觉传感器是基于三角测量原理的,图1示出了光条传感器的测量原理。 图1　光条传感器测量原理由投射器投射出一个光平面,它与被测物体表 面相交形成光条,将物体表面与光条相交的某点记 为P w ,该点在摄像机象面上象点为P i 。设摄像机坐 标系为OXYZ ,P i 在象面上的坐标为(x i ,y i ),P w 在 OXYZ 中的坐标为(x w ,y w ,z w ),图1中存在下列关 系x i =f x (x w ,y w ,z w )y i =f y (x w ,y w ,z w )(1)式中f x ,f y 是由摄象机成像模型所决定的函数。如 果选择透视成像模型,则 f x =x w z w f f y =y w z w f 其中,f 为摄像机焦距。 此外,因为P w 在光平面内,所以存在如下约束

车身三维尺寸视觉检测系统

车身三维尺寸视觉检测系统 班级：自动化4班姓名：马晓明学号：3011203150 1．引言 随着车辆在中国的普及，越来越多的家庭会拥有属于自己的轿车，但是车辆事故也不可避免的随之而来。很多车主在发生一些小事故后会很自然的开去修理厂进行修理，但是目前中国大多数的修理厂只会进行一些简单的人工测量与修理，并不能对车辆进行科学，精准的测量与评估，因此会导致很多二次事故。车辆发生事故后，如果采用简单的人工测量和修理，车辆在以后使用中还可能出现跑偏，共振，轮胎非正常磨损等故障，造成严重的生命财产损失。但是如果我们采用车身三维尺寸视觉检测系统就可避免这些后续事故。不仅如此，该视觉检测系统同样可以用于汽车生产现场，检测出场汽车是否满足质量要求。这一技术的应用不仅能快速检测大量汽车样品，而且能节约很多人力，降低生产成本。 2．车身三维尺寸视觉检测原理 典型的车身三维尺寸视觉检测系统原理如图所示。该系统包括多个视觉传感器，全局校准，现场控制，测量软件等几部分。每个视觉传感器是一个测量单元，对应车身上的一个被测点，系统组建时，所有的传感器均已统一到基准坐标系下( 即系统全局校准) ，传感器由系统中的计算机控制。测量时，每个传感器测量相应点的三维坐标，

并转换到基准坐标系中，全部传感器给出车身所有被测点的测量结果，完成系统测量任务。 3. 视觉检测系统步骤 （1）图像获取 双台相机获取：可有不同位置关系 （2）相机标定 确定空间坐标系中物体点同它在图像平面上像点之间的对应关系。 a)内部参数：相机内部几何、光学参数 b)外部参数：相机坐标系与世界坐标系的转换 （3）图像预处理和特征提取 预处理：主要包括图像对比度的增强、随机噪声的去除、滤波和

新的大尺寸截面配对式视觉测量方法的研究

文章编号：１６７１—４５９８１２００９）０２—０２８９—０３中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ｂ 新的大尺寸截面配对式视觉测量方法的研究 韩庆龙，曲共华，张福民 （天津大学精密测试技术及仪器国家实验室，天津３０００７２） 摘窦：根据大尺寸测量系统的现状，从分析线结构光人手．提出了组建传感器对测量方法。使每对传感器具备差动测量能力，提高单点测量精度；利用坐标测量臂和激光跟踪仪的大尺寸测景能力，对传感器坐标系进行全局校准，提高校准的精度和效率；研究椭圆检测算法，提出利用椭嘲平行弦中点连线必过椭圆中心基本定理．求出椭圆中心坐标，拟合出椭圆形状；通过理论分析，该方法切实可行。 关键词：大尺寸截面Ｉ视觉测量；传感器对；校准；坐标测量臂 ＳｔｕｄｙｏｆＰａｉｒｉｎｇＶｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎＩａｒｇｅ－－ｓｃａｌｅＳｅｃｔｉｏｎ ＨａｎＱｉｎｇｌｏｎｇ，ＱｕＸｉｎｇｈｕａ，ＺｈａｎｇＦｕｍｉｎ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ， ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｐｒｅｓｅｎｔｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｓｓｅｍｂｌｅｄｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｓｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｌｉｎｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｉｇｈｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｅａｃｈｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｔＯｉｍｐｒｏｖｅｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｔｈｅｇｌｏｂａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆ ｓｅｎｓｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇａｇｌｎａｎｄｌａｓｅｒｔｒａｃｋｅｒｆｏｒｂｅｔｔｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｅｍｔｈａｔｔｈｅｌｉｎｅｊｏｉｎｅｄｂｙｍｉｄｐｏｉｎｔｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃｈｏｒｄｓｍｕｓｔｃｒｏｓｓｃｅｎｔｅｒｏｆｅｌｌｉｐｓｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｅｌｌｉｐｓｅｔｅｓｔａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ。ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｏｆｅｌｌｉｐｓｅｉｓｃａｌ—ｃｕｌａｔｅｄｆｏｒｆｉｔｔｉｎｇｔｈｅｆｉｇｕｒｅｏｆｅｌｌｉｐｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｓｅｃｔｉｏｎ；ｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｓ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｒｎｉ； Ｏ引言 随着国家经济的发展和先进制造水平的提高，航空、航天、造船、石油天然气储运、钢铁、涡轮机、发电机等领域［１］大量需要进行大尺寸几何量的测量。目前，大尺寸几何量测量还主要以坐标测量技术为主，通过软件评定获取大尺寸工件的几何参数。由于大尺寸工件测量要求范围大、准确度高、现场测量，甚至动态测量和全姿态测量，现有的测量方法往往无法满足要求。本文借鉴分布式测量和工程测量中建立测量网的概念，与视觉检测技术相结合，建立大尺寸截面几何形状视觉测量模型。利用配对式视觉传感器组和高精度分布式并行测量，提高测量分辨率、单点测量精度；利用高精度集中校准，建立测量网系统；提高大尺寸几何形状整体测量精度。 １目前主要大尺寸测量系统 三坐标测量机［２］是一种高精度、高效率的大型测量仪器，其不足是属于接触式测量，对测量环境要求高、不便携、测量范围小。经纬仪测量系统［３］是由两台或两台以上的高精度电子经纬仪构成的空问角度前方交会测量系统，它的优点是测量范围较大、是光学、非接触式测量方式，测量精度比较高，在二十米范围内的坐标精度可达到１０弘ｍｌｍ；其不足是一般采用手动照准目标，逐点测量，自动化程度不高。全站仪坐标测量原理最为简单，是空间极坐标测量的原理。全站仪坐标测晕系统只需单台仪器即可测量，其优点是仪器设站非常方便和灵 收稿日期：２００８—０５—３１；修回日期：２００８一０６—２８。 基金项目：国家自然科学基金项目（５０５７５１５８），天津市自然科学基金项目（０６０３５００）。 作者简介：韩庆龙（１９８１一），男，黑龙江省同江市人，硕士研究生，主要从事精密浏试技术方向的研究．活，测程较远，特别适合于测量范围大的情况，且精度较高；缺点是它无法直接测量目标点测距同定误差的存在，使其在短距离（＜２０ｍ）测量时相对精度较低。 通过以上的多种大尺寸测量系统的介绍，可以看出视觉测试技术具有检测精度高、检测可在线、检测柔性好、使用方便、成本低等优点。 ２椭圆形大尺寸截面的测量系统及原理 ２．１基本原理 椭圆形大尺寸工件测量方法模型如图１所示。在研究车身视觉检测系统的基础上，提出使两个视觉传感器组成一对，用多对配对式（差分）传感器组对大尺寸工件截面进行投射，由ＣＣＤ摄像机接收大尺寸工件截面的特征点的图像，经过图像采集卡和网络送入计算机，经计算和处理求得每个特征点在自身传感器下的三维坐标，再把所有传感器坐标系都统一到一个基准坐标系中，进而计算椭圆一组平行弦的中点三维坐标值，根据一组平行弦中点连线必经过椭圆中心［４－ｓ３的基本原理得到椭圆的中心坐标，再通过最小二乘法拟合出大尺寸工件截面的几何形状。 图１多传感器视觉检测系统模型 中华测控网 ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｍ 　万方数据

基于机器视觉的零件尺寸测量系统设计

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/821751316.html, 基于机器视觉的零件尺寸测量系统设计 作者：王保军 来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期 摘要设计了一套基于机器视觉的零件尺寸在线测量系统。完成了硬件设备的选型和平台的搭建；采用Matlab语言实现了图像处理算法；采用Matlab GUI完成了测量系统软件的设计。实验结果表明：测量系统的测量精度可以达到2um以下，满足零件尺寸在线检测要求， 具有很好的应用前景。 【关键词】机器视觉 Matlab 图像处理尺寸测量 在工业生产中，测量是进行质量管理的手段，是贯彻质量标准的技术保证。机械零件的尺寸检测作为产品加工的一个关键环节，其检测结果不仅影响产品的质量，而且对后续零件的再加工和装配产生决定性的作用。目前，常规的零件尺寸测量手段主要采用游标卡尺、激光测量仪和轮廓仪等完成检测环节。以上零件尺寸测量方法要么受测量工具限制，其测量精度有限；要么检测仪器过于昂贵且操作复杂，同时其准确率往往受人为因素的影响。 鉴于当前机器视觉技术的快速发展以及其在工业检测方面的成功应用，论文构想利用摄像机替代人眼，让计算机替代人脑，从而研制出一套针对零件常规尺寸的自动化测量系统。 1 系统概述 在充分遵循系统的完整性、可靠性、经济性和实时性等原则的基础上，本文设计出了一套基于机器视觉的零件常规尺寸测量系统。该测量系统主要由图像摄取、图像处理、图像特征提取和分析、图像常规尺寸测量和结果输出几部分组成。其工作原理图如图1所示。 2 硬件设计 基于机器视觉的零件常规尺寸测量系统的硬件主要包括：照明装置、摄像机、计算机和透明工作台。各部件的主要功能是：照明装置主要为零件图像采集提供合适的光照环境；摄像机用来采集零件数字图像并传送到计算机，然后保存为相应图片格式；计算机通过系统软件实现对零件图像的预处理、边界提取、特征提取、相机标定和常规尺寸计算；透明工作台用来承载被测零件。 3 算法设计 图像处理算法对机器视觉测量系统会产生决定性的影响。为了能满足零件尺寸测量的要求，针对零件产品图像的特点，我们设计了一套合理的图像处理算法流程。其流程图如图2所示。