一種圓柱型物體直徑尺寸的高精度視覺測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于機器視覺的圓柱型物體直徑尺寸高精度測量的方法，屬于視覺檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明可以實現(xiàn)對圓柱型物體直徑尺寸高精度測量。本發(fā)明通過以下步驟得以實現(xiàn)：(1)把相機固定在支架的合適位置，使得相機光軸與基準(zhǔn)平面垂直；(2)將待測圓柱型物體放置到基準(zhǔn)平面上，拍攝圖像；(3)根據(jù)拍攝的圖像，計算圓柱型物體直徑的圖像空間尺寸；(4)基于透鏡相機模型，建立被測圓柱型物體直徑的圖像空間尺寸與物理空間尺寸的映射關(guān)系，利用被測圓柱型物體直徑的圖像空間尺寸計算物理空間尺寸。
【專利說明】-種圓柱型物體直徑尺寸的高精度視覺測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于視覺檢測領(lǐng)域，涉及視覺測量技術(shù)，特別是一種圓柱型物體直徑尺寸 的高精度視覺測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 視覺測量是指將計算機視覺應(yīng)用于空間幾何尺寸的精確測量和定位。視覺測量因 具有連續(xù)性、非接觸和易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，而成為機械零件尺寸測量的一種革新手段。 利用視覺測量技術(shù)測量圓柱型物體的直徑尺寸是視覺測量的重要應(yīng)用之一。
[0003]目前基于機器視覺測量圓柱型物體直徑的方法要求待測圓柱形物體的軸也到相 機光也的距離保持固定，W便得到精確的測量結(jié)果，如圖1。但是，在某些測量環(huán)境下要求將 被測物體放置于一個基準(zhǔn)平面上，此時相機光也到基準(zhǔn)平面的距離是固定的，而相機光也 到被測物體軸也線的距離會隨著被測物體直徑的大小而變化，如圖2。本發(fā)明主要針對該種 測量要求，提出一種高精度的圓柱形物體直徑高精度視覺測量方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有軸徑測量方法的不易實現(xiàn)和對測量環(huán)境 要求高等問題，提出了一種基于機器視覺的圓柱型物體直徑測量方法。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，步驟如下：
[0006] (1)把相機固定在支架的合適位置，使得相機光軸與基準(zhǔn)面垂直；設(shè)相機光也為， 相機光軸垂直基準(zhǔn)面并交于點，相機光也到基準(zhǔn)面的距離為，在測量過程中保持不變；相機 的焦距為；相機的空間分辨率，即單位像素代表的物理尺寸U;
[0007] (2)把被測物體放置在相機正下方的基準(zhǔn)面上，要求相機的光軸通過物體的軸也， 拍攝圖像；
[0008] (3)根據(jù)拍攝的圖像，計算圓柱型物體的兩邊緣之間像素距離，則圓柱形物體直徑 的圖像空間尺寸為；
[0009] (4)基于透鏡相機模型，建立被測圓柱形物體直徑的圖像空間尺寸與物理空間尺 寸的映射關(guān)系，利用被測圓柱形物體直徑的圖像空間尺寸計算物理空間尺于。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1示出已有方法中相機和圓柱的安裝位置
[0011] 圖中；①相機；②圓柱軸也固定架；③待測物體；④基準(zhǔn)面
[0012] 圖2示出改進(jìn)后的方法中相機和圓柱的安裝位置
[0013]圖中；①相機；②待測物體；③基準(zhǔn)面
[0014]圖3示出計算直徑尺寸透鏡成像模型的幾何成像關(guān)系。

【具體實施方式】
[0015] 本發(fā)明是為了快速、高精度地測量圓柱型物體直徑尺寸而設(shè)計的視覺測量方法， 下面參照附圖和步驟對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行說明。
[0016] 該發(fā)明的步驟如下：
[0017] (1)把相機固定在支架的合適位置，使得相機光軸與基準(zhǔn)面垂直；設(shè)相機光也為， 相機光軸垂直基準(zhǔn)面并交于點，相機光也到基準(zhǔn)而的距離為，在測量過程中保持不變；相機 的焦距為；相機的空間分辨率，即單位像素代表的物理尺寸U;
[0018] (2)把被測物體放置在相機正下方的基準(zhǔn)面上，要求相機的光軸通過物體的軸也， 拍攝圖像；
[0019] (3)根據(jù)拍攝的圖像，計算圓柱型物體的兩邊緣之間像素距離，則圓柱形物體直徑 的圖像空間尺寸為；
[0020] (4)基于透鏡相機模型，建立被測圓柱形物體直徑的圖像空間尺寸與物理空間尺 寸的幾何關(guān)系，如圖3。根據(jù)平行線等分線定理可W得到

【權(quán)利要求】
1. 一種圓柱型物體直徑尺寸高精度視覺測量的方法，包括下列步驟： (1) 把相機固定在支架的合適位置，使得相機光軸與基準(zhǔn)面垂直；設(shè)相機光心為0,相 機光軸垂直基準(zhǔn)面并交于Of點；相機光心到基準(zhǔn)面的距離為〇〇f，OOf在測量過程中保持不 變；相機的焦距為f。；相機的空間分辨率，即單位像素代表的物理尺寸為U ; (2) 把被測物體放置在相機正下方的基準(zhǔn)面上，要求相機的光軸通過物體的軸心，拍攝 圖像； (3) 根據(jù)拍攝的圖像，計算圓柱型物體的兩邊緣之間像素距離N，則圓柱型物體直徑的 圖像空間尺寸為X = NXu ; (4) 基于透鏡相機模型，建立圓柱形物體直徑尺寸的圖像空間與物理空間的映射關(guān)系，
根據(jù)該映射關(guān)系，計算圓柱形物體的直徑物理尺寸。
【文檔編號】G01B11/08GK104359414SQ201410751963
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】汪劍鳴, 高彪, 張笑, 趙坤, 孫玉寬 申請人:天津工業(yè)大學(xué)