專利名稱：影像測量機臺光源校正系統(tǒng)及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種影像量測系統(tǒng)及方法，尤其是一種影像測量機臺光源校正系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
影像量測是目前精密量測領域中最廣泛使用的量測方法，該方法不僅精度高，而且量測 速度快。影像量測主要用于零件或者部件的尺寸物差和形位誤差的測量，對保證產(chǎn)品質(zhì)量起 著重要的作用。
傳統(tǒng)的影像量測方法是采用工業(yè)光學鏡頭搭配高分辨率的電荷耦合裝置(Charged Coupled Device, CCD)，透過影像擷取卡取得待測工件或者部件的影像，該量測方法對工 件或者部件的很多精密量測都達到了很高的精度。
但是在以前的圖像處理中，由于影像測量機臺上發(fā)光裝置所發(fā)出的影像光源會有差異， 例如，強度、亮度等都會不同，即使是相同種類的發(fā)光裝置(如同一種規(guī)格的光源裝置) 發(fā)出的影像光源也會不同，在對CCD影像進行處理時，就會對獲取的影像清晰度產(chǎn)生很大的 偏差，從而導致不同的機臺對相同的工件進行影像測量時的重復性差，從而導致精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提出一種影像測量機臺光源校正系統(tǒng)，其可以對影像測量機臺上 的發(fā)光裝置變阻器的阻值大小進行調(diào)節(jié)，其發(fā)出的影像光源使標準測試工件產(chǎn)生的影像清晰 度與標準的影像清晰度一致。
鑒于以上內(nèi)容，還有必要提出一種影像測量機臺光源校正方法，其可以對影像測量機臺 上的發(fā)光裝置變阻器的阻值大小進行調(diào)節(jié)，其發(fā)出的影像光源使標準測試工件產(chǎn)生的影像清 晰度與標準的影像清晰度一致。
一種影像測量機臺光源校正系統(tǒng)，包括計算機及影像量測機臺，所述計算機包括影像擷 取卡，所述影像量測機臺安裝有電荷耦合裝置，所述電荷耦合裝置搭配一個光學鏡頭，用于 獲取待測工件的影像，并將該影像傳送至計算機的影像擷取卡中，所述影像量測機臺還包括 一發(fā)光裝置，所述計算機還包括導入模塊，用于導入影像光源標準清晰度曲線圖表；讀取 模塊，用于讀取所述圖表中標準的坐標位置，所述標準的坐標位置是指在制作影像光源標準 清晰度曲線圖表時，標準測試工件及電荷耦合裝置在影像量測機臺上的坐標位置；位置確定 模塊，用于根據(jù)所述坐標位置，將標準測試工件及電荷耦合裝置移到該坐標位置；啟動掃描模塊，用于啟動發(fā)光裝置使其發(fā)光，并使電荷耦合裝置對標準測試工件進行影像掃描以獲得 該標準測試工件的影像；計算顯示模塊，用于根據(jù)掃描獲得的標準測試工件影像，計算出在 不同亮度值下對應的清晰度的值，在標準清晰度曲線圖表中生成一條新的曲線；判斷模塊， 用于判斷影像光源標準清晰度曲線與新生成的曲線上橫坐標的每一個點的縱坐標誤差是否在 設定的范圍之內(nèi)；調(diào)節(jié)模塊，用于當兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差不在設定 的范圍之內(nèi)時，調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)。
一種影像測量機臺光源校正方法，該方法包括步驟導入影像光源標準清晰度曲線圖表 ;讀取所述圖表中標準的坐標位置，所述標準的坐標位置是指在制作影像光源標準清晰度曲 線圖表時，標準測試工件及電荷耦合裝置在影像量測機臺上的坐標位置；根據(jù)所述坐標位置 ，將標準測試工件及電荷耦合裝置移到該坐標位置；啟動發(fā)光裝置使其發(fā)光，并使電荷耦合 裝置對標準測試工件進行影像掃描以獲得該標準測試工件的影像；根據(jù)掃描獲得的標準測試 工件影像，計算出在不同亮度值下對應的清晰度的值，在標準清晰度曲線圖表中生成一條新 的曲線；判斷影像光源標準清晰度曲線與新生成的曲線上橫坐標每一個點的縱坐標誤差是否 在設定的范圍之內(nèi)；當兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差不在設定的范圍之內(nèi)時 ，調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的影像測量機臺光源校正系統(tǒng)及方法其可以對影像測量 機臺上的發(fā)光裝置變阻器的阻值大小進行調(diào)節(jié)，其發(fā)出的影像光源使標準測試工件產(chǎn)生的影 像清晰度與標準的影像清晰度一致，從而提高影像量測機臺的準確率。


圖l是本發(fā)明影像測量機臺光源校正系統(tǒng)較佳實施例的硬體架構(gòu)圖。 圖2是圖1中影像測量機臺光源校正程序的功能模塊圖。 圖3是本發(fā)明影像測量機臺光源校正方法較佳實施例的實施流程圖。 圖4是本發(fā)明標準的影像光源清晰度在坐標系中的曲線圖表。 圖5是本發(fā)明影像經(jīng)過CCD截圖放大后的示意圖。
圖6是本發(fā)明標準影像光源清晰度曲線及新生成的影像光源清晰度曲線在同一個圖表中 的示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1所示，是本發(fā)明影像測量機臺光源校正系統(tǒng)較佳實施例的硬體架構(gòu)圖。該影像 測量機臺光源校正系統(tǒng)包括計算機1及放置標準測試工件5的影像量測機臺2。其中，所述影 像量測機臺2的Z軸上安裝有用于采集連續(xù)影像的電荷耦合裝置(Charged Coupled Device,CCD) 3，所述CCD 3裝有工業(yè)光學鏡頭(圖中未示出)，所述CCD 3搭配該工業(yè)光學鏡頭可以 使標準測試工件5成像；所述影像量測機臺2的Z軸上還安裝有發(fā)光裝置4，所述發(fā)光裝置4用 于為標準測試工件5成像提供影像光源。所述的發(fā)光裝置4可以是燈管及任意合適的能夠提供 光源的發(fā)光體。
所述計算機1裝有影像擷取卡10及影像測量機臺光源校正程序11。其中CCD 3通過一條影 像數(shù)據(jù)線與所述影像擷取卡10相連，將從影像量測機臺2獲取的標準測試工件5的影像傳送到 影像擷取卡10上，并可以顯示于計算機l的顯示屏幕(圖中未示出)上。所述影像測量機臺 光源校正程序11連接上述發(fā)光裝置4，主要用于控制所述發(fā)光裝置4，并對發(fā)光裝置4的變阻 器進行調(diào)節(jié)，發(fā)光裝置4發(fā)出的影像光源使標準測試工件5產(chǎn)生的影像清晰度與標準的影像清 晰度一致。
參閱圖2所示，是圖l中光源校正程序ll的功能模塊圖。本發(fā)明所稱的各模塊是所述光源 校正程序ll中完成特定功能的各個程序段，比程序本身更適合于描述軟件在計算機中的執(zhí)行 過程，因此本發(fā)明對軟件的描述都以模塊描述。
所述光源校正程序ll主要包括導入模塊110、讀取模塊lll、位置確定模塊112、啟動 掃描模塊113、計算顯示模塊114、判斷模塊115及調(diào)節(jié)模塊116。
所述導入模塊110用于導入影像光源標準清晰度曲線圖表，并將其顯示在與計算機l相連 的顯示器(圖中未示出)上。所述影像光源標準清晰度曲線圖表包括標準清晰度曲線及標準 測試工件5在影像量測機臺2上標準的坐標位置等信息。具體而言，如圖4所示，為標準清晰 度曲線圖表顯示在顯示器(圖中未示出)上的示意圖，圖中縱坐標表示獲得圖像清晰度的值 ，值越大所獲得的圖像越清晰，在發(fā)光裝置電阻不變動的情況下，橫坐標每個值對應發(fā)光裝 置4發(fā)光時的亮度值。所述標準的坐標位置是在制作影像光源標準清晰度曲線圖表時影像量 測機臺2的CCD3及標準測試工件5的坐標位置，如圖4所示，X軸坐標310、 Y軸坐標311及Z軸 坐標312。此外，由于標準測試工件5只是放置在一個平面上(如圖l所示)，因此標準測試 工件5在影像量測機臺2上只有X軸坐標310、 Y軸坐標311，具體而言，假設標準清晰度曲線圖 表上標準的坐標位置為(1， 2， 3)，則CCD3的坐標為(1， 2， 3)，而標準測試工件5坐標 為(1， 2)。進一步的，由于不同的工件在進行測試時所得到的上述的曲線不同，差異很大 ，因此在獲得標準影像光源清晰度曲線圖表及調(diào)試其它同規(guī)格影像量測機臺2的影像光源時 使用同一個標準測試工件5，以提高檢測的準確率。
所述讀取模塊lll用于讀取所述標準清晰度曲線圖表中標準的坐標位置。具體而言，在 本較佳實施例中，如圖4所示，分別讀取X軸坐標310的值、Y軸坐標311的值及Z軸坐標312的值。
所述位置確定模塊112用于根據(jù)所述標準的坐標位置，將該影像量測機臺2上的標準測試 工件5及CCD3移到該坐標位置。具體而言，在本較佳實施例中，假設標準清晰度曲線圖表上 標準的坐標位置為(1， 2， 3)，則將CCD3移到該坐標位置(1， 2， 3)，將標準測試工件5 移到坐標位置(1， 2)。
所述啟動掃描模塊113用于啟動發(fā)光裝置4使其發(fā)光，使CCD3對標準測試工件5進行影像 掃描以獲得該標準測試工件5的影像，并將其顯示在與計算機l相連的顯示器上。
所述計算顯示模塊114用于根據(jù)掃描獲得的標準測試工件影像，計算出在不同亮度值下 對應的清晰度的值，在標準清晰度曲線圖表中生成一條新的曲線。具體而言，在本較佳實施 例中，如圖6所示，圖中分別是標準影像光源清晰度曲線及新生成的影像光源清晰度曲線， 曲線圖表的橫坐標上每個值代表發(fā)光裝置4的發(fā)光時的亮度值，縱坐標為對應清晰度的值， 系統(tǒng)每輸入一個橫坐標的值，發(fā)光裝置4發(fā)出對應亮度的光照射在標準測試工件5， CCD3通過 工業(yè)光學鏡頭獲得標準測試工件5的影像及組成該影像每個點的像素點值py'，如圖5所示， CCD截圖放大后可以看到，在計算機里，圖片是由點組成的，即為像素數(shù)組，可用上下像素 點值差的絕對值與左右像素點值差的絕對值求和，之后除以整張影像圖片的面積，作為清晰
度的評估，艮口 G = (Abs(P/j —1 - PfJ + 1) + Abs(P"lj - P/ + 1'J)) / S，其 中S為整張影像圖片的面積。
所述判斷模塊115用于判斷影像光源標準清晰度曲線與上述新生成的曲線上橫坐標每一 個點的縱坐標誤差是否在設定的范圍之內(nèi)。具體而言，在本較佳實施例中，誤差范圍為5%之 內(nèi)就算合格，所用的計算公式是在橫坐標相同情況下比較縱坐標的誤差值，即 e=Abs(y-a)/a，其中y表示新生成的曲線縱坐標的值，a表示標準曲線縱坐標的值，Abs表示 取絕對值。在橫坐標的每一點上計算出兩條曲線縱坐標的誤差范圍，若兩條曲線在橫坐標上 某一個點的縱坐標的誤差范圍超過5%，則說明需要對發(fā)光裝置變阻器的阻值大小進行調(diào)節(jié)以 確保兩條曲線在橫坐標上每一個點的縱坐標的誤差在設定的范圍之內(nèi)。
所述調(diào)節(jié)模塊116用于若兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差不在設定的范圍 之內(nèi)時，調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)。
參閱圖3所示，是本發(fā)明影像測量機臺光源校正方法較佳實施例的實施流程圖。
步驟SIO，導入影像光源標準清晰度曲線圖表，并將其顯示在與計算機l相連的顯示器( 圖中未示出)上。所述影像光源標準清晰度曲線圖表包括標準清晰度曲線及標準測試工件5 在影像量測機臺2上標準的坐標位置等信息。具體而言，如圖4所示，為標準清晰度曲線圖表顯示在顯示器(圖中未示出)上的示意圖，圖中縱坐標表示獲得圖像清晰度的值，值越大所 獲得的圖像越清晰，在發(fā)光裝置電阻不變動的情況下，橫坐標每個值對應發(fā)光裝置4發(fā)光時 的亮度值。所述標準的坐標位置是在制作影像光源標準清晰度曲線圖表時影像量測機臺2的 CCD3及標準測試工件5的坐標位置，如圖4所示，X軸坐標310、 Y軸坐標311及Z軸坐標312。此 外，由于標準測試工件5只是放置在一個平面上(如圖l所示)，因此標準測試工件5在影像 量測機臺2上只有X軸坐標310、 Y軸坐標311，具體而言，假設標準清晰度曲線圖表上標準的 坐標位置為(1， 2， 3)，則CCD3的坐標為(1， 2， 3)，而標準測試工件5坐標為(1， 2) 。進一步的，由于不同的工件在進行測試時所得到的上述的曲線不同，差異很大，因此在獲 得標準影像光源清晰度曲線圖表及調(diào)試其它同規(guī)格影像量測機臺2的影像光源時使用同一個 標準測試工件5，以提高檢測的準確率。
步驟Sll，讀取模塊lll讀取所述標準清晰度曲線圖表中標準的坐標位置。具體而言，在 本較佳實施例中，如圖4所示，分別讀取X軸坐標310的值、Y軸坐標311的值及Z軸坐標312的 值。
在步驟S12中，位置確定模塊112根據(jù)所述標準的坐標位置，將該影像量測機臺2上的標 準測試工件5及CCD3移到該坐標位置。具體而言，在本較佳實施例中，假設標準清晰度曲線 圖表上標準的坐標位置為(1， 2， 3)，則將CCD3移到該坐標位置(1， 2， 3)，將標準測試 工件5移到坐標位置(1， 2)。
步驟S13，啟動掃描模塊113啟動發(fā)光裝置4使其發(fā)光，使CCD3對標準測試工件5進行影像 掃描以獲得該標準測試工件5的影像，并將其顯示在與計算機l相連的顯示器上。
步驟S14，計算顯示模塊114根據(jù)掃描獲得的標準測試工件影像，計算出在不同亮度值下 對應的清晰度的值，在標準清晰度曲線圖表中生成一條新的曲線。具體而言，在本較佳實施 例中，如圖6所示，圖中分別是標準影像光源清晰度曲線及新生成的影像光源清晰度曲線， 曲線圖表的橫坐標上每個值代表發(fā)光裝置4的發(fā)光時的亮度值，縱坐標為對應清晰度的值， 系統(tǒng)每輸入一個橫坐標的值，發(fā)光裝置4發(fā)出對應亮度的光照射在標準測試工件5， CCD3通過 工業(yè)光學鏡頭獲得標準測試工件5的影像及組成該影像每個點的像素點值py'，如圖5所示， CCD截圖放大后可以看到，在計算機里，圖片是由點組成的，即為像素數(shù)組，可用上下像素 點值差的絕對值與左右像素點值差的絕對值求和，之后除以整張影像圖片的面積，作為清晰
度的評估，艮口<formula>formula see original document page 8</formula>，其 中S為整張影像圖片的面積。
在步驟S 15中，判斷模塊l 15判斷影像光源標準清晰度曲線與上述新生成的曲線上橫坐標每一個點的縱坐標誤差是否在設定的范圍之內(nèi)。具體而言，在本較佳實施例中，誤差范圍為 5%之內(nèi)就算合格，所用的計算公式是在橫坐標相同情況下比較縱坐標的誤差值，即 e=Abs(y-a)/a，其中y表示新生成的曲線縱坐標的值，a表示標準曲線縱坐標的值，Abs表示 取絕對值。在橫坐標的每一點上計算出兩條曲線縱坐標的誤差范圍，若兩條曲線在橫坐標上 某一個點的縱坐標的誤差范圍超過5%，則說明需要對發(fā)光裝置變阻器的阻值大小進行調(diào)節(jié)以 確保兩條曲線在橫坐標上每一個點的縱坐標的誤差在設定的范圍之內(nèi)。
若兩條曲線上橫坐標任何一個點的縱坐標誤差不在設定的范圍之內(nèi)時，則于步驟S16中 ，調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)，之后返回步驟S14。
在步驟S 15中，若兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差在設定的范圍之內(nèi)時， 則直接結(jié)束流程。
本發(fā)明所提供的影像測量機臺光源校正系統(tǒng)及方法利用標準的影像光源清晰度曲線圖表 與經(jīng)過CCD取景之后獲得待測機臺的影像光源的清晰度曲線進行對比，通過調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變 阻器的阻值大小使兩條曲線之間的誤差在用戶設定的范圍之內(nèi)，同時對測量結(jié)果可以以圖形 方式輸出，使測量結(jié)果更加直觀、形象。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照以上 較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種影像測量機臺光源校正系統(tǒng)，包括計算機及影像量測機臺，所述計算機包括影像擷取卡，所述影像量測機臺安裝有電荷耦合裝置，所述電荷耦合裝置搭配一個光學鏡頭，用于獲取待測工件的影像，并將該影像傳送至計算機的影像擷取卡中，其特征在于，所述影像量測機臺還包括一發(fā)光裝置，所述計算機還包括導入模塊，用于導入影像光源標準清晰度曲線圖表；讀取模塊，用于讀取所述圖表中標準的坐標位置，所述標準的坐標位置是指在制作影像光源標準清晰度曲線圖表時，標準測試工件及電荷耦合裝置在影像量測機臺上的坐標位置；位置確定模塊，用于根據(jù)所述坐標位置，將標準測試工件及電荷耦合裝置移到該坐標位置；啟動掃描模塊，用于啟動發(fā)光裝置使其發(fā)光，并使電荷耦合裝置對標準測試工件進行影像掃描以獲得該標準測試工件的影像；計算顯示模塊，用于根據(jù)掃描獲得的標準測試工件影像，計算出在不同亮度值下對應的清晰度的值，在標準清晰度曲線圖表中生成一條新的曲線；判斷模塊，用于判斷影像光源標準清晰度曲線與新生成的曲線上橫坐標的每一個點的縱坐標誤差是否在設定的范圍之內(nèi)；及調(diào)節(jié)模塊，用于當兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差不在設定的范圍之內(nèi)時，調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)。
2 如權(quán)利要求l所述的影像測量機臺光源校正系統(tǒng)，其特征在于，所 述設定的誤差范圍的值為百分之五。
3 一種影像測量機臺光源校正方法，其特征在于，該方法包括步驟導入影像光源標準清晰度曲線圖表；讀取所述圖表中標準的坐標位置，所述標準的坐標位置是指在制作影像光源標準清晰度曲線圖表時，標準測試工件及電荷耦合裝置在影像量測機臺上的坐標位置； 根據(jù)所述坐標位置，將標準測試工件及電荷耦合裝置移到該坐標位置； 啟動發(fā)光裝置使其發(fā)光，并使電荷耦合裝置對標準測試工件進行影像掃描以獲得該標準測試工件的影像；根據(jù)掃描獲得的標準測試工件影像，計算出在不同亮度值下對應的清晰度的值，在標 準清晰度曲線圖表中生成一條新的曲線；判斷影像光源標準清晰度曲線與新生成的曲線上橫坐標每一個點的縱坐標誤差是否在 設定的范圍之內(nèi)；及當兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差不在設定的范圍之內(nèi)時，調(diào)節(jié)發(fā)光裝 置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的影像測量機臺光源校正方法，其特征在于，所 述設定的誤差范圍的值為百分之五。
全文摘要
一種影像測量機臺光源校正方法，該方法包括步驟導入影像光源標準清晰度曲線圖表；讀取所述圖表中標準的坐標位置；根據(jù)所述坐標位置，將標準測試工件及電荷耦合裝置移到該坐標位置；啟動發(fā)光裝置使其發(fā)光，并使電荷耦合裝置對標準測試工件進行影像掃描以獲得該標準測試工件的影像；根據(jù)掃描獲得的標準測試工件影像，計算出在不同亮度值下對應的清晰度的值，在標準清晰度曲線圖表中生成一條新的曲線；判斷影像光源標準清晰度曲線與新生成的曲線上橫坐標每一個點的縱坐標誤差是否在設定的范圍之內(nèi)；當兩條曲線上橫坐標的任何一個點的縱坐標誤差不在設定的范圍之內(nèi)時，調(diào)節(jié)發(fā)光裝置變阻器的阻值大小以確保其誤差在設定的范圍之內(nèi)。
文檔編號G01B11/00GK101435693SQ200710202538
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者張旨光, 袁忠奎, 陳賢藝 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司