本實用新型涉及視覺在線測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種異形曲線輪廓的高精度視覺在線測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，異形曲線輪廓的測量主要采用三坐標(biāo)測量法。利用三坐標(biāo)測量機通過示教的方法，手工離線對異形曲線輪廓測量，此方法成本高，測量效率低。三坐標(biāo)測量機設(shè)備本身精度高，但最終測量精度很大程度上取決于人的測量經(jīng)驗。

視覺測量技術(shù)把圖像作為檢測和傳遞信息的手段或載體加以利用，從圖像中提取有用的信號，通過處理被測圖像而獲得所需的各種參數(shù)，基于視覺測量技術(shù)的儀器設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)智能化、數(shù)字化、小型化和多功能化，具備在線檢測、動態(tài)檢測、實時分析、實時控制的能力，具有高效、高精度、無損傷的檢測特點，可以滿足現(xiàn)代精密測量技術(shù)的發(fā)展需要，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，并得到了極大的關(guān)注。

從機器視覺測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用狀況來看，該技術(shù)雖然得到了一定的研究和應(yīng)用，但大多數(shù)視覺測量系統(tǒng)的測量精度只達(dá)到了0.01mm數(shù)量級，只有少數(shù)案例在小視場的測量條件下可以達(dá)到微米級，在較大視野內(nèi)實現(xiàn)微米級的高精度測量至今仍是一個難題。

通常從硬件、軟件、測量條件三個方面，可提高系統(tǒng)的測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，提供一種在硬件及測量條件改進的異形曲線輪廓的高精度視覺在線測量系統(tǒng)。

本實用新型提供了一種異形曲線輪廓的高精度視覺在線測量系統(tǒng)，包括：電腦、連接板、螺桿、滑塊、導(dǎo)軌、立柱、定位板、光源夾具，光源采用平行光源，鏡頭采用遠(yuǎn)心鏡頭，攝像機采用CCD攝像機，臺面為大理石臺面。

其中，所述平行光源將激光點光源置于第一短焦距凸透鏡的左焦點F₁位置，第一短焦距凸透鏡的右側(cè)設(shè)置第二短焦距凸透鏡，第二短焦距凸透鏡的右側(cè)設(shè)置長焦距凸透鏡，第二短焦距凸透鏡的右焦點F₂與長焦距凸透鏡的左焦點F₃重合。

其中，所述激光點光源安裝在底部端蓋的中心位置，光源殼體內(nèi)腔為階梯狀，依次安裝第一短焦距凸透鏡、第二短焦距凸透鏡及長焦距凸透鏡；底部端蓋、光源殼體及頂部端蓋組成光源主體。

其中，所述第二短焦距凸透鏡與長焦距凸透鏡之間設(shè)置濾光片。

其中濾光片放置在第二短焦距凸透鏡和長焦距凸透鏡的焦點重合的位置。

有益效果：本實用新型在硬件配置上采用高分辨率的全幀型面陣CCD攝像機有效提高了測量系統(tǒng)的分辨率；采用遠(yuǎn)心鏡頭消除了物體厚度對廓形測量精度的影響；采用單波平行光源提高了物體圖像的清晰度、對比度；Z向螺旋機構(gòu)方便地實現(xiàn)攝像機的調(diào)焦；具有精密基準(zhǔn)面的定位塊實現(xiàn)了對系統(tǒng)的快捷標(biāo)定。在測量條件方面進行如下改進：大理石臺面和立柱消除了振動對測量的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的異形曲線輪廓的高精度視覺在線測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型實施例提供的用于高精密機器視覺測量系統(tǒng)的平行光源原理圖。

圖3為本實用新型實施例提供的用于高精密機器視覺測量系統(tǒng)的平行光源結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)識：1-電腦；2-遠(yuǎn)心鏡頭；3-CCD攝像機；4-連接板；5-螺桿；6-滑塊；7-導(dǎo)軌；8-立柱；9-定位板；10-大理石臺面；11-平行光源；12-光源夾具；11-1-激光點光源；11-2-底部端蓋；11-3-光源殼體；11-4-頂部端蓋；11-5-第一透鏡墊片；11-6-長焦距凸透鏡；11-7-第二透鏡墊片；11-8-第一卡簧；11-9-濾光片；11-10-第二卡簧；11-11-第二短焦距凸透鏡；11-12-第三透鏡墊片；11-13-第三卡簧；11-14-第一短焦距凸透鏡；11-15-第四透鏡墊片。

具體實施方式

為使本實用新型解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。

請參照圖1，本實施例提供的一種異形曲線輪廓的高精度視覺在線測量系統(tǒng)，包括：電腦1、連接板4、螺桿5、滑塊6、導(dǎo)軌7、立柱8、定位板9、光源夾具12，其特征在于，光源采用平行光源11，鏡頭采用遠(yuǎn)心鏡頭2，攝像機采用CCD攝像機3，臺面為大理石臺面10。

請參照圖2，所述平行光源11,將激光點光源11-1置于第一短焦距凸透鏡11-14的左焦點F₁位置，第一短焦距凸透鏡11-14的右側(cè)設(shè)置第二短焦距凸透鏡11-11，第二短焦距凸透鏡11-11的右側(cè)設(shè)置長焦距凸透鏡11-6，第二短焦距凸透鏡11-11的右焦點F₂與長焦距凸透鏡11-6的左焦點F₃重合。

請參照圖3，所述激光點光源11-1安裝在底部端蓋11-2的中心位置，光源殼體11-3內(nèi)腔為階梯狀，依次安裝第一短焦距凸透鏡11-14、第二短焦距凸透鏡11-11及長焦距凸透鏡11-6；底部端蓋11-2、光源殼體11-3及頂部端蓋11-4組成光源主體。

所述第二短焦距凸透鏡11-11與長焦距凸透鏡11-6之間設(shè)置濾光片11-9。濾光片11-9放置在第二短焦距凸透鏡11-11和長焦距凸透鏡11-6的焦點重合的位置。僅透過選定波長的激光，屏蔽其它波長的雜色光。

應(yīng)用本系統(tǒng)測量高精密模板，并與三坐標(biāo)測量結(jié)果對比，在90個比對結(jié)果中，有78個點的差值在±5μm之內(nèi)，12個點的差值超過了±5μm，其中有3個超過了±10μm，最大差值為-12.4μm。差值較大的點分布在廓形的不同線段上，不存在連續(xù)性。如果剔除個別差值較大的點，兩種方法的測量結(jié)果的擬合度較好。從而可以證明視覺測量系統(tǒng)的測量精度與三坐標(biāo)測量機的測量精度相當(dāng)，可以達(dá)到±5μm的測量精度要求。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。