專利名稱：影像測量儀及影像測量儀的對焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像測量儀。
背景技術(shù)：
影像測量儀是一種非接觸式的三維測量設(shè)備，具有柔性好、快速高效的優(yōu)點(diǎn)，其通常包 括一用來放置一被測工件且水平的工作臺(tái)及一垂直于該工作臺(tái)設(shè)置的Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)。該Z軸傳 動(dòng)系統(tǒng)靠近該工作臺(tái)的一端裝設(shè)有一圖像擷取裝置，用來獲得該被測工件的影像。為了能拍 攝到被測工件清晰的圖像，在測量之前先要對圖像擷取裝置進(jìn)行對焦，即該圖像擷取裝置驅(qū) 動(dòng)其鏡頭調(diào)節(jié)焦距或者像距以獲得清晰的影像?，F(xiàn)有的影像測量儀有的采用特定的圖像處理 算法進(jìn)行對焦，并且使用對焦之后得到的像距或者物距來計(jì)算該被測工件上某選定點(diǎn)或者區(qū) 域的z軸坐標(biāo)。這種對焦方式依賴特定的圖像處理算法而且對焦的精度與該被測工件的形狀
有關(guān)，對焦速度慢而且使得z軸坐標(biāo)測量精度有限。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種對焦精度高的影像測量儀。
一種影像測量儀，其至少包括一z軸傳動(dòng)系統(tǒng)、 一用于承載一被測工件的工作臺(tái)及一圖 像擷取裝置，該圖像擷取裝置裝設(shè)于該z軸傳動(dòng)系統(tǒng)靠近該工作臺(tái)的一端，該z軸傳動(dòng)系統(tǒng)可 驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置相對于該工作臺(tái)沿一z軸運(yùn)動(dòng)，該z軸垂直于該工作臺(tái)，該z軸傳動(dòng)系統(tǒng)
上還裝設(shè)有一激光測距模組，該激光測距模組可向該被測工件發(fā)射一激光束并在該被測工件
上產(chǎn)生一光斑，該影像測量儀可通過該激光測距模組測量該光斑所在位置的z軸坐標(biāo)。
一種用于該影像測量儀的對焦方法，其包括以下步驟在該被測工件上選取一測量點(diǎn)； 通過該激光測距模組測量該測量點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)；及該圖像擷取裝置根據(jù)該測量點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)對 焦。
一種用于該影像測量儀的對焦方法，其包括以下步驟在該被測工件上選取一測量區(qū)域 ;該激光測距模組掃描該測量區(qū)域以獲得該測量區(qū)域中一定數(shù)量的點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)；計(jì)算該測 量區(qū)域中這些點(diǎn)在Z軸的平均坐標(biāo)；及該圖像擷取裝置根據(jù)這些點(diǎn)在Z軸的平均坐標(biāo)對焦。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，該激光測距模組的測量速度快，精度高且受工件形狀影響小，使本發(fā) 明的影像測量儀的對焦精度高，并且對焦速度快。


下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖l是本發(fā)明影像測量儀的較佳實(shí)施方式的立體組合圖。
圖2是本發(fā)明影像測量儀的單點(diǎn)對焦方法的較佳實(shí)施方式的流程圖。
圖3是本發(fā)明影像測量儀的掃描對焦方法的較佳實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式
請參考圖l，本發(fā)明影像測量儀的較佳實(shí)施方式，用于測量一被測工件(圖未示出)， 其包括一機(jī)座IO、 一底座20、 一工作臺(tái)30、 一龍門架40、 一頂罩50、 一圖像擷取裝置60及一 激光測距模組70。
該機(jī)座10通過可調(diào)式地腳螺栓固定于一支撐面或地面，該底座20設(shè)置在該機(jī)座10上方， 用來安放該工作臺(tái)30，該龍門架40固定裝設(shè)于該底座20的上方。通過調(diào)節(jié)該機(jī)座10的地腳螺 栓可使該工作臺(tái)30與水平面平行，以保證測量精度。該底座20內(nèi)裝設(shè)有一Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用 以驅(qū)動(dòng)該工作臺(tái)30沿一坐標(biāo)系的Y軸移動(dòng)。該工作臺(tái)30用于承載該被測工件。該龍門架40內(nèi) 裝設(shè)有X軸傳動(dòng)系統(tǒng)。該頂罩50設(shè)置在該龍門架40的橫梁上，其內(nèi)裝設(shè)有Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)，該Z 軸傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方向垂直于該工作臺(tái)30。該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)固定組設(shè)于該X軸傳動(dòng)系統(tǒng)上，使 得該X軸傳動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)沿該坐標(biāo)系的X軸移動(dòng)。該圖像擷取裝置60裝設(shè)于該 Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)靠近該工作臺(tái)30的一端，且該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置60沿該坐標(biāo)系 的Z軸移動(dòng)。該X軸、該Y軸及該Z軸相互垂直。該激光測距模組70裝設(shè)于該圖像擷取裝置60的 側(cè)面，且與該圖像擷取裝置60—起運(yùn)動(dòng)。
該激光測距模組70發(fā)射一激光束至該被測工件并在該被測工件上產(chǎn)生一光斑，并測量該 被測工件上該光斑所在位置與該激光測距模組70之間的距離。該影像測量儀可通過該激光測 距模組70的測量數(shù)據(jù)計(jì)算該光斑所在位置的Z軸坐標(biāo)。該激光測距模組70可選用基恩士 ( KEYENCE)公司的LK-G系列傳感頭。
本發(fā)明影像測量儀可進(jìn)行單點(diǎn)對焦和掃描對焦。
請參考圖2，本發(fā)明影像測量儀的單點(diǎn)對焦方法的較佳實(shí)施方式包括以下步驟 S01:在對焦之前，在該被測工件上選取一測量點(diǎn)。
S02:該X軸傳動(dòng)系統(tǒng)、該Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)使該激光測距模組70發(fā)射的激光束產(chǎn)生 的光斑運(yùn)動(dòng)至該測量點(diǎn)，通過該激光測距模組70測量該測量點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)。
S03:該圖像擷取裝置60根據(jù)該被測工件上的測量點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)完成對焦，使得該圖像擷 取裝置60可以擷取到該測量點(diǎn)所在的一平行于該工作臺(tái)30的平面的清晰的影像。
請參考圖3，本發(fā)明影像測量儀的掃描對焦方法的較佳實(shí)施方式包括以下步驟Sll:在對焦之前，在該被測工件上選取一測量區(qū)域，該測量區(qū)域可以是任意形狀的封 閉區(qū)域，也可以是一條直線，或者是若干折線。
S12:該X軸傳動(dòng)系統(tǒng)、該Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)使該激光測距模組70的激光束照射到該
被測工件的測量區(qū)域上，且使該激光束產(chǎn)生的光斑在該測量區(qū)域上掃描以獲得該測量區(qū)域中
一定數(shù)量的點(diǎn)的z軸坐標(biāo)。
S13:計(jì)算該測量區(qū)域中這些點(diǎn)在Z軸的平均坐標(biāo)。
S14:該圖像擷取裝置60根據(jù)這些點(diǎn)在Z軸的平均坐標(biāo)完成對焦，使得該圖像擷取裝置 60可擷取到該被測工件上位于該測量區(qū)域的部分的清晰圖像。
如上所述，本發(fā)明影像測量儀的對焦精度和Z軸測量精度都取決于該激光測距模組70的 測量精度。而相對于使用特定的圖像識(shí)別算法的對焦方式，該激光測距模組70的測量速度快 ，精度高且受工件形狀影響小，使本發(fā)明的影像測量儀的對焦精度高，并且對焦速度快。
權(quán)利要求
1.一種影像測量儀，其至少包括一Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)、一用于承載一被測工件的工作臺(tái)及一圖像擷取裝置，該圖像擷取裝置裝設(shè)于該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)靠近該工作臺(tái)的一端，該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置相對于該工作臺(tái)沿一坐標(biāo)系的Z軸運(yùn)動(dòng)，該Z軸垂直于該工作臺(tái)，其特征在于該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)上還裝設(shè)有一激光測距模組，該激光測距模組可向該被測工件發(fā)射一激光束并在該被測工件上產(chǎn)生一光斑，該影像測量儀可通過該激光測距模組測量該光斑所在位置的Z軸坐標(biāo)。
2 如權(quán)利要求l所述的影像測量儀，其特征在于該激光測距模組裝設(shè)于該圖像擷取裝置的側(cè)面。
3 如權(quán)利要求l所述的影像測量儀，其特征在于該激光測距模組發(fā)射一束垂直于該工作臺(tái)的激光束至該被測工件，并測量該光斑所在位置到該激光測距模組的距離，該影像測量儀可根據(jù)該激光測距模組的測量數(shù)據(jù)計(jì)算該光斑所在位置的z軸坐標(biāo)。
4 如權(quán)利要求l所述的影像測量儀，其特征在于，該影像測量儀還包括一x軸傳動(dòng)系統(tǒng)，該x軸傳動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置相對于該工作臺(tái)沿該坐標(biāo)系的一x軸運(yùn)動(dòng)，該X軸垂直于該Z軸。
5 如權(quán)利要求4所述的影像測量儀，其特征在于，該影像測量儀還包括一Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，該Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置相對于該工作臺(tái)沿該坐標(biāo)系的一Y軸運(yùn)動(dòng)，該X軸、該Y軸及該Z軸相互垂直。
6一種如權(quán)利要求l所述的影像測量儀的對焦方法，其包括以下步驟在該被測工件上選取一測量點(diǎn)；通過該激光測距模組測量該測量點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)；及該圖像擷取裝置根據(jù)該測量點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)對焦。
7 一種如權(quán)利要求l所述的影像測量儀的對焦方法，其包括以下步驟在該被測工件上選取一測量區(qū)域；該激光測距模組掃描該測量區(qū)域以獲得該測量區(qū)域中一定數(shù)量的點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)；計(jì)算該測量區(qū)域中這些點(diǎn)在Z軸的平均坐標(biāo)；及該圖像擷取裝置根據(jù)這些點(diǎn)在Z軸的平均坐標(biāo)對焦。
8.如權(quán)利要求7所述的對焦方法，其特征在于該影像測量儀還包括一X軸傳動(dòng)系統(tǒng)及一Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)，該X軸傳動(dòng)系統(tǒng)及該Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)可分別驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置相對于該工作臺(tái)沿該坐標(biāo)系的一X軸及該坐標(biāo)系的一Y軸運(yùn)動(dòng)，該X軸、該Y軸及該Z軸相互垂直，該X軸傳動(dòng)系統(tǒng)及該Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)使該激光測距模組的激光束照射到該測量區(qū)域上，且使該激光束產(chǎn)生的光斑在該測量區(qū)域上掃描。
全文摘要
一種影像測量儀，其至少包括一Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)、一用于承載一被測工件的工作臺(tái)及一圖像擷取裝置，該圖像擷取裝置裝設(shè)于該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)靠近該工作臺(tái)的一端，該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)該圖像擷取裝置相對于該工作臺(tái)沿一Z軸運(yùn)動(dòng)，該Z軸垂直于該工作臺(tái)，該Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)上還裝設(shè)有一激光測距模組，該激光測距模組可向該被測工件發(fā)射一激光束并在該被測工件上產(chǎn)生一光斑，該影像測量儀可通過該激光測距模組測量該光斑所在位置的Z軸坐標(biāo)。該激光測距模組的測量速度快，精度高且受工件形狀影響小，使本發(fā)明的影像測量儀的對焦精度高，并且對焦速度快。
文檔編號G01B11/24GK101603821SQ20081030214
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者張旨光, 理 蔣, 陽華偉 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