專利名稱：一種長度檢測的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明適用于檢測領域，尤其涉及一種產(chǎn)品長度檢測的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品長度的檢測精度要求越來越高，對于高精度的長
度檢測， 一般采用的方法有兩種
一是釆用高精度的量具，例如游標卡尺、千分尺等但一般只能用于人 工操作，不能編程控制，也不易做成自動化設備，在大批量檢測時難以實現(xiàn)。 而且對于大小不同的待測產(chǎn)品，可能需要多套量具，不夠柔性。這種檢測方 法不僅測量精度難以保證，而且操作步驟比較繁瑣，檢測過程的環(huán)境因素也 在一定程度上影響檢測效果。
二是采用一個高像素的相機采樣、分析其檢測時間短，結果較精確， 但這種方法要求待測產(chǎn)品的長度較小。 一般在機器視覺檢測系統(tǒng)中，檢測精 度與相機分辨率成正比，而與量程成反比。隨著待測產(chǎn)品長度的增加，采樣 需要的相機的像素值也隨之增大，否則就會降低檢測精度。而相機的像素值 并不是無限增大的，而且高像素的相機的成本也相當高。
如檢測一個40mm，要求精度達到O.Olmm的產(chǎn)品的長度，需要選擇一個 水平(或垂直)分辨率為4000pixel的相機。即使CCD芯片是1/4寸，那么 4000*1000的CCD相機(如果存在)也是一項不菲的4更入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉，結構合理，操作筒便，環(huán)境要求 低，測量精度高的長度測量方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的， 一種長度檢測的方法，所述方法包括下述步驟 提供一具有圖像采集裝置的檢測系統(tǒng)；
6對才企測系統(tǒng)進行校準；
分別釆集待測產(chǎn)品兩端的圖像并進行圖像處理； 4企測待測產(chǎn)品的長度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種長度檢測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 圖像釆集裝置，用于分別采集樣品或待測產(chǎn)品兩端的圖像； 圖像處理單元，用于對所述圖像采集裝置采集到的圖像進行圖像處理， 得到樣品或待測產(chǎn)品圖像處理后的數(shù)據(jù)；
長度4企測單元，用于檢測待測產(chǎn)品的長度。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖像釆集裝置，所述裝置包括 分別將樣品或待測產(chǎn)品的兩端置于視場區(qū)域內(nèi)的兩個相機； 位于所述相機下方的用于固定樣品或待測產(chǎn)品的治具，以及 分別位于樣品或待測產(chǎn)品兩端的下方的光源。
本發(fā)明以至少兩個低相素的相機取代價格昂貴的高^f象素相機，降低了生 產(chǎn)成本，本發(fā)明結構合理，操作簡便，對環(huán)境的要求低，通過對圖像參數(shù)的 有效處理使測量精度高，可以得到待測產(chǎn)品的準確的長度值，減小了誤差， 是檢測結果更客觀。


圖1為本發(fā)明一實施例所提供的長度檢測的方法的實現(xiàn)流程圖2為本發(fā)明一實施例所提供的圖像采集裝置的結構示意圖3為本發(fā)明一實施例所提供的長度檢測的系統(tǒng)的結構組成示意具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及 實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施 例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖l所示，本發(fā)明實施例提供的長度檢測的方法的實現(xiàn)流程包括
7在步驟S101中，提供一具有圖像采集裝置的檢測系統(tǒng)。 如圖2所示，是本發(fā)明實施例釆用的圖像釆集裝置。該圖像采集裝置100 包括為得到清晰的樣品或待測產(chǎn)品1的兩端的圖像，而分別將樣品或待測產(chǎn) 品的兩端置于視場區(qū)域內(nèi)的相機10和相機20，位于相機10和相機20下方的 用于固定樣品或待測產(chǎn)品的治具30，以及分別位于樣品或待測產(chǎn)品1兩端的 下方的光源40。為了控制光源40,該圖像采集裝置還可以包括光源開關控制 單元(圖中未示出)。該光源開關控制單元可以由程序?qū)崿F(xiàn)，也可以由硬件 電路等實現(xiàn)。
在一實施例中，為了避免治具30的邊緣影響樣品或待測產(chǎn)品1的長度的 檢測效果，該治具30的長度和寬度均小于所述樣品或待測產(chǎn)品1的長度和寬 度。
在一實施例中，兩個相機可與一位于樣品或待測產(chǎn)品上方的橫梁50滑動 連接。
在一實施例中，圖像采集裝置中的相機的數(shù)目多于兩個。 在步驟S102中，在每次批量測量待測產(chǎn)品前，依次使用三個長度合格且
已知的樣品，其長度分別為W^ W2, W3,對4企測系統(tǒng)進行校準，校準的步
驟具體為
把樣品放進治具40并固定，調(diào)整定位相機20和相機30,使樣品的兩端 分別位于兩個相機的視場區(qū)域內(nèi)；分別調(diào)整相機20和相機30的光圏及焦距 及快門速度等參數(shù)，使樣品邊緣分別在相機20和相機30里成像清晰；
分別釆集樣品兩端的圖像并進行圖像處理；
對三個樣品都執(zhí)行同樣的校準動作后，計算得到相機20和相機30每個 像素分別對應的實際尺寸和樣品位于兩個相機^L場范圍外的長度值。
在步驟S103中，分別釆集待測產(chǎn)品兩端的圖像并進行圖像處理包括 把待測產(chǎn)品1放進治具40并固定，使待測產(chǎn)品1的兩端分別位于兩個相 機的視場區(qū)域內(nèi)；分別調(diào)整相機20和相機30的光圈及焦距及快門速度等參
8數(shù)，使待測產(chǎn)品1邊緣分別在相機20和相機30里成^象清晰。。
在步驟S102和步驟S103中的圖像處理的步驟包括
對相機拍到的圖像進行濾波處理，祛除和減輕圖像中的干擾噪音對檢測 結果的影響。根據(jù)圖像的灰度分布，選取一個將樣品或待測產(chǎn)品與背景分離 出來的閾值并利用該閾值對圖像進行二值化處理，將像素灰度值在0至該閾 值范圍內(nèi)的像素灰度值處理成O，非這個區(qū)域范圍內(nèi)的像素灰度值處理成1。 從而得到了 一個二值的圖像。根據(jù)圖像上從1到0的跳變位置即樣品或待測 產(chǎn)品邊緣所在的像素點索引位置，查找并記錄該行上與該索引位置連續(xù)出現(xiàn) 的O像素點的個數(shù)，以便分析計算樣品或待測產(chǎn)品在兩相機所拍得的圖像中 占有的長度。
在步驟S104中，檢測待測產(chǎn)品的長度，其步驟包括長度計算和長度比較 判斷；其中所述長度計算包括校準時的長度計算和檢測待測產(chǎn)品時的長度計 算。
在步驟S102校準時的長度計算為依據(jù)三元一次方程組 PL1*X+PR1 *Y+Z=W!
PL2*X+ Pr2 * Y+Z= W2
Pl3*X+Pr3 *Y+Z= W3
的計算求得第一相機和第二相機每個像素分別對應的實際尺寸和樣品位 于兩個相機視場范圍外的長度值；
其中，PL1， PL2, PL3分別為第一相機所拍攝的三個樣品的局部的像素個 數(shù)值；PR1， Pr2， pr3分別為第二相機所拍攝的三個樣品的局部的像素個數(shù)值； Wl5 W2， W3分別為三個樣品的已知長度；X、 Y分別為第一相機和第二相機 每個像素分別對應的實際尺寸；Z為樣品位于兩個相機視場范圍外的長度常 量。
檢測待測產(chǎn)品時的長度計算為根據(jù)公式 W=X* Q! + Y* Q2 + Z
9計算待測產(chǎn)品的長度；
其中，W為待測產(chǎn)品的長度值；X、 Y分別為第一相機和第二相機每個像素分別對應的實際尺寸；Z為樣品位于兩個相機視場范圍外的長度常量；Q!，Q2分別為第 一相機和第二相機所拍攝的待測產(chǎn)品的局部的像素個數(shù)值；
長度比較判斷包括將根據(jù)公式計算得到的待測產(chǎn)品1的長度值與預設的標準長度值進行比較，判斷所述待測產(chǎn)品1的長度值是否在誤差范圍內(nèi)，如果是，則4企測結果為良品，否則，檢測結果為次品。
在步驟S105中，報告檢測結果。可以直接將檢測結果通過顯示設備進行顯示，如當檢測結果為良品時，顯示設備顯示OK,同時亮綠燈。如果檢測結果為次品時，顯示設備顯示NG,同時亮紅燈。也可以采用聲音輸出設備將上述檢測結果報告給操作員，便于操作員將良品和次品進行分類。為了節(jié)省人力資源，也可以直接根據(jù)檢測結果，通過控制程序控制相應的硬件直接將良品和次品進行分類。
圖3示出了本發(fā)明一實施例所提供的長度檢測的系統(tǒng)的結構，為便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
圖像采集裝置100,用于分別采集樣品或待測產(chǎn)品兩端的圖像。在對長度的檢測系統(tǒng)進行校準時，圖像采集裝置100采集樣品的圖像；在對待測產(chǎn)品進行檢測時，圖像采集裝置IOO采集待測產(chǎn)品的圖像。
圖像處理單元200,用于對圖像采集裝置采集到的圖像進行濾波處理和二值化處理等圖像處理，從而得到樣品或待測產(chǎn)品圖像處理后的數(shù)據(jù)。
長度4企測單元300，用于檢測待測產(chǎn)品的長度，包括長度計算單元310和長度比較判斷單元320。長度計算單元310用于根據(jù)樣品或待測產(chǎn)品圖像處理后的數(shù)據(jù)，計算待測產(chǎn)品的長度值；長度比較判斷單元320,用于將長度計算單元310計算得到的待測產(chǎn)品的長度值與預設的標準長度值進行比較，判斷待測產(chǎn)品的長度值是否在誤差范圍內(nèi)。
檢測結果報告單元400，用于報告長度檢測單元300的檢測結果。當長度
10比較判斷單元320判斷長度計算單元310得到的長度值是在誤差范圍內(nèi)時，檢測結果報告單元400報告所述待測產(chǎn)品為良品；當長度比較判斷單元320判斷所述長度計算單元310得到的長度值不是在誤差范圍內(nèi)時，所述檢測結果報告單元報告400所述待測產(chǎn)品為次品。檢測結果報告單元400可以直接將長度比較判斷單元320的檢測結果通過顯示設備進行顯示，如當檢測結果為良品時，顯示設備顯示OK,同時亮綠燈。如果檢測結果為次品時，顯示設備顯示NG,同時亮紅燈。也可以采用聲音輸出設備將上述檢測結果報告給操作員，便于操作員將良品和次品進行分類。為了節(jié)省人力資源，也可以直接根據(jù)檢測結果，通過控制程序控制相應的硬件直接將良品和次品進行分類。
本發(fā)明以至少兩個低相素的相機取代價格昂貴的高像素相機，降低了生產(chǎn)成本，本發(fā)明結構合理，操作簡便，對環(huán)境的要求低，通過對圖像參數(shù)的有效處理使測量精度高，可以得到待測產(chǎn)品的準確的長度值，減小了誤差，是檢測結果更客觀。
以上所述^f又為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種長度檢測的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟提供一具有圖像采集裝置的檢測系統(tǒng)；對檢測系統(tǒng)進行校準；分別采集待測產(chǎn)品兩端的圖像并進行圖像處理；檢測待測產(chǎn)品的長度。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述圖像采集裝置具有兩個 相機。
3、 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述圖像采集裝置具有多于 兩個的相才幾。
4、 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對檢測系統(tǒng)進行校準包 括依次使用三個長度合格且已知的樣品對檢測系統(tǒng)進行校準，所述校準的步 驟具體為調(diào)整定位兩個相才幾，4吏所述樣品的兩端分別位于兩個相才幾的3見場區(qū)域內(nèi)； 分別采集樣品兩端的圖像并進行圖像處理；計算得到第 一相機和第二相機每個像素分別對應的實際尺寸和樣品位于 兩個相機視場范圍外的長度值。
5、 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述圖像處理的步驟包括對 相機拍到的圖像進行濾波和二值化處理從而得到樣品或待測產(chǎn)品圖像處理后 的數(shù)據(jù)。
6、 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述檢測待測產(chǎn)品的長度的 步驟包括長度計算和長度比較判斷；其中所述長度計算包括校準時的長度計 算和檢測待測產(chǎn)品時的長度計算。
7、 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述校準時的長度計算為依 據(jù)三元一次方^E組<formula>formula see original document page 3</formula>的計算求得第一相機和第二相機每個像素分別對應的實際尺寸和樣品位于兩個相機視場范圍外的長度值；其中，Pli, PL2, Pu分別為第一相機所拍攝的三個樣品的局部的像素個 數(shù)值；PR1, Pr2， pr3分別為第二相機所拍攝的三個樣品的局部的像素個數(shù)值； W,， W2， W3分別為三個樣品的已知長度；X、 Y分別為第一相才幾和第二相枳^ 每個像素分別對應的實際尺寸；Z為樣品位于兩個相機視場范圍外的長度常 量。
8、 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述檢測待測產(chǎn)品時的長度計算為根據(jù)公式<formula>formula see original document page 3</formula>計算待測產(chǎn)品的長度；其中 ，W為待測產(chǎn)品的長度值；X、 Y分別為第一相機和第二相機每個像 素分別對應的實際尺寸；Z為樣品位于兩個相初j見場范圍外的長度常量； Q2分別為第 一相機和第二相機所拍攝的待測產(chǎn)品的局部的像素個數(shù)值。
9、 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述長度比較判斷包括 將根據(jù)公式計算得到的待測產(chǎn)品的長度值與預設的標準長度值進行比較，判斷所述待測產(chǎn)品的長度值是否在誤差范圍內(nèi)，如果是，則檢測結果為 良品，否則，；險測結果為次品。
10、 如權利要求1所述的方法，其特征在于，在計算得到待測產(chǎn)品的長 度值的步驟后，所述長度^r測的方法還包括下述步驟報告檢測結果。
11、 一種長度檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括圖像采集裝置，用于分別采集樣品或待測產(chǎn)品兩端的圖像；圖像處理單元，用于對所述圖像釆集裝置采集到的圖像進行圖像處理，得到樣品或待測產(chǎn)品圖像處理后的數(shù)據(jù)；長度檢測單元，用于檢測待測產(chǎn)品的長度。
12、 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置包括 分別將樣品或待測產(chǎn)品的兩端置于視場區(qū)域內(nèi)的兩個相機；位于所述相機下方的用于固定樣品或待測產(chǎn)品的治具，以及 分別位于樣品或待測產(chǎn)品兩端的下方的光源。
13、 如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個相機可與一位于 樣品或待測產(chǎn)品上方的橫梁滑動連接。
14、 如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相機的數(shù)目可以多于 兩個。
15、 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述長度檢測單元包括 長度計算單元，用于根據(jù)樣品或待測產(chǎn)品圖像處理后的數(shù)據(jù)，計算所述樣品或待測產(chǎn)品的長度值；長度比較判斷單元，用于將所述長度計算單元計算得到的待測產(chǎn)品的長 度值與預設的標準長度值進行比較，判斷所述待測產(chǎn)品的長度值是否在誤差 范圍內(nèi)。
16、 如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 檢測結果報告單元，用于報告所述長度檢測單元的檢測結果。
17、 如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，當所述長度比較判斷單元 判斷所述長度計算單元得到的長度值是在誤差范圍內(nèi)時，所述;^測結果報告 單元報告所述檢測結果為良品；當所述長度比較判斷單元判斷所述長度計算 單元得到的長度值不是在誤差范圍內(nèi)時，所述檢測結果報告單元報告所述檢 測結果為次品。
18、 一種圖像采集裝置，其特征在于，所述裝置包括 分別將樣品或4寺測產(chǎn)品的兩端置于3見場區(qū)域內(nèi)的兩個相才幾；位于所述相機下方的用于固定樣品或待測產(chǎn)品的治具，以及 分別位于樣品或待測產(chǎn)品兩端的下方的光源。
19、 如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述兩個相機可與一位于 樣品或待測產(chǎn)品上方的橫梁滑動連接。
20、 如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述相機的數(shù)目可以多于 兩個。
21、 如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述治具的長度和寬度均 小于所述待測產(chǎn)品的長度和寬度。
全文摘要
本發(fā)明適用于檢測領域，提供了一種長度檢測的方法和系統(tǒng)，所述方法包括下述步驟提供一具有圖像采集裝置的檢測系統(tǒng)；對檢測系統(tǒng)進行校準；分別采集待測產(chǎn)品兩端的圖像并進行圖像處理；檢測待測產(chǎn)品的長度。本發(fā)明以至少兩個低相素的相機取代價格昂貴的高像素相機，降低了生產(chǎn)成本，本發(fā)明結構合理，操作簡便，對環(huán)境的要求低，通過對圖像參數(shù)的有效處理使測量精度高，可以得到待測產(chǎn)品的準確的長度值，減小了誤差，使檢測結果更客觀。
文檔編號G01B11/02GK101685002SQ20081021655
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權日2008年9月25日
發(fā)明者輝 聶, 陳肖濤 申請人:比亞迪股份有限公司