专利名称：量测坐标校正系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种影像量测系统及方法，尤其涉及一种量测坐标校正系统及方法。
背景技术：
目前对待测物体的量测主要有两种方式，一种是利用探针直接接触待测物体进行量测(称为“探针量测系统”或“接触式量测系统”)，另外一种是利用CCD镜头获取待测物体的影像进行量测(称为“影像量测系统”或“非接触式量测系统”)。影像量测系统具有速度快的优点，但量测精度不如探针量测系统，探针量测系统虽然量测精度高于影像量测系统，但量测速度比较慢。如果待测物体既有需要探针量测系统量测的点，又有需要影像量测系统量测的点，则只能单独使用探针量测系统或影像量测 系统进行测量，导致量测效率降低。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种量测坐标校正系统，其可对探针量测系统获取的坐标进行校正，使得探针量测系统可以与影像量测系统一起对待测物体进行量测。鉴于以上内容，还有必要提供一种量测坐标校正方法，其可对探针量测系统获取的坐标进行校正，使得探针量测系统可以与影像量测系统一起对待测物体进行量测。一种量测坐标校正系统,该系统包括数据接收模块，用于接收探针量测系统的探针上的探头在校正物体上选择的一个参考点，该探针量测系统安装于量测机台，该量测机台与电子设备相连；第一获取模块，用于根据探头侦测到的该参考点的坐标(x，y，z)，计算该校正物体的第一标准中心坐标(x2, y2，z2)；第二获取模块，用于当影像量测系统的镜头移动到该校正物体的上方位置时，利用影像边界扫描方法获取该校正物体的第二标准中心坐标(x3，y3，z3)，该影像量测系统安装于该量测机台；计算模块，用于计算该第一标准中心坐标与第二标准中心坐标之间的差值，该计算出的差值作为探针量测系统与影像量测系统之间的校正值；及存储模块，用于存储该校正值至该电子设备的存储器中。一种量测坐标校正方法，该方法包括如下步骤数据接收步骤，接收探针量测系统的探针上的探头在校正物体上选择的一个参考点，该探针量测系统安装于量测机台，该量测机台与电子设备相连；第一获取步骤，根据探头侦测到的该参考点的坐标(x，y，z)，计算该校正物体的第一标准中心坐标(x2, y2, z2)；第二获取步骤，当影像量测系统的镜头移动到该校正物体的上方位置时，利用影像边界扫描方法获取该校正物体的第二标准中心坐标(x3，y3，z3)，该影像量测系统安装于该量测机台；
计算步骤，计算该第一标准中心坐标与第二标准中心坐标之间的差值，该计算出的差值作为探针量测系统与影像量测系统之间的校正值；及存储步骤，存储该校正值至该电子设备的存储器中。前述方法可以由电子设备(如电脑)执行，其中该电子设备具有附带了图形用户界面(⑶I)的显示屏幕、一个或多个处理器、存储器以及保存在存储器中用于执行这些方法的一个或多个模块、程序或指令集。在某些实施例中，该电子设备提供了包括无线通信在内的多种功能。 用于执行前述方法的指令可以包含在被配置成由一个或多个处理器执行的计算机程序广品中。相较于现有技术，所述的量测坐标校正系统及方法，其可对探针量测系统获取的坐标进行校正，使得探针量测系统可以与影像量测系统一起对待测物体进行量测，提高了量测效率。
图I是本发明电子设备与量测机台的架构图。图2是量测坐标校正系统的功能模块图。图3A与图3B是本发明量测坐标校正方法的较佳实施例的流程图。图4是图I中所示量测机台的结构示意图。图5是通过量测机台的探针量测系统在标准球顶端选取一个参考点的示意图。图6是将量测机台的影像量测系统的镜头移动到标准球上方的示意图。图7是镜头的十字线中心与标准球影像的示意图。图8是对探针量测系统侦测到的坐标值进行校正的示意图。主要元件符号说明
电子设备2
量测机台3
校正物体4
待测物体5
参考点40
显示设备20
存储器26
输入设备28
量测坐标校正系统 2权利要求
1.一种量测坐标校正系统，其特征在于，该系统包括 数据接收模块，用于接收探针量测系统的探针上的探头在校正物体上选择的一个参考点，该探针量测系统安装于量测机台，该量测机台与电子设备相连； 第一获取模块，用于根据探头侦测到的该参考点的坐标(x，y，z)，计算该校正物体的第一标准中心坐标(x2, y2, z2)； 第二获取模块，用于当影像量测系统的镜头移动到该校正物体的上方位置时，利用影像边界扫描方法获取该校正物体的第二标准中心坐标(x3，y3，z3)，该影像量测系统安装于该量测机台； 计算模块，用于计算该第一标准中心坐标与第二标准中心坐标之间的差值，该计算出的差值作为探针量测系统与影像量测系统之间的校正值；及存储模块，用于存储该校正值至该电子设备的存储器中。
2.如权利要求I所述的量测坐标校正系统，其特征在于，所述校正物体为标准球，所述第一标准中心坐标为该标准球的第一标准球心坐标，所述第二标准中心坐标为该标准球的第二标准球心坐标。
3.如权利要求2所述的量测坐标校正系统，其特征在于，所述第一标准球心坐标(x2，y2, z2) = (x, y, z-r),其中，r为该标准球的半径。
4.如权利要求2所述的量测坐标校正系统，其特征在于，所述第一获取模块计算该校正物体的第一标准中心坐标包括 根据探头侦测到的该参考点的坐标(X，I, Z),获取该标准球的初始球心坐标(xO, yO,zO),其中，(xO, yO, zO) = (x, y, z_r), r为该标准球的半径； 利用该初始球心坐标(xO, yO, zO),计算该标准球球面上第一数量点的坐标； 控制该探头移动到该第一数量点，并获取探头侦测到的每个点的坐标； 根据该探头侦测到的每个点的坐标及该参考点的坐标拟合出第一个球，并获取该第一拟合球的球心坐标(xl，yl，zl)，将该第一拟合球的球心坐标作为该标准球的第一标准球心坐标。
5.如权利要求4所述的量测坐标校正系统，其特征在于，所述第一获取模块根据如下公式计算该标准球球面上第一数量点的坐标 第 i 个点 X 轴坐标=xO+rXCos(a ) X Cos ((2*PI/3) Xi)； 第 i 个点 Y 轴坐标=yO+rXCos(a ) XSin((2*PI/3) X i)；第 i 个点 Z 轴坐标=zO- (rO+r) +r X Sin ( a )； 其中，rO代表探头的半径，i为取点序号，从O开始计数，i = {O，1，. . .，m}，m代表第一数量，PI代表圆周率，角度a为第i个点到标准球的球心的连线与水平面的夹角或者等于一个预设值。
6.如权利要求2所述的量测坐标校正系统，其特征在于，所述第一获取模块计算该校正物体的第一标准中心坐标包括 根据探头侦测到的该参考点的坐标(X，I, Z),获取该标准球的初始球心坐标(xO, yO,zO),其中，(xO, yO, zO) = (x, y, z_r), r为该标准球的半径； 利用该初始球心坐标(xO, yO, zO),计算该标准球球面上第一数量点的坐标； 控制该探头移动到该第一数量点，并获取探头侦测到的每个点的坐标；根据该探头侦测到的每个点的坐标及该参考点的坐标拟合出第一个球，并获取该第一拟合球的球心坐标(xl，yl，zl)； 利用该第一拟合球的球心坐标，计算该第一拟合球球面上第二数量点的坐标； 控制探头移动到该第二数量点，并获取探头侦测到的每个点的坐标； 根据探头侦测到的每个点的坐标拟合出第二个球，并获取该第二拟合球的球心坐标(x2, y2, z2)，将该第二拟合球的球心坐标作为该标准球的第一标准球心坐标。
7.如权利要求6所述的量测坐标校正系统，其特征在于，所述第一获取模块根据如下公式计算该第一拟合球球面上第二数量点的坐标 前(η-l)个点的坐标(Xi, Yi, Zi)计算公式为Xi = xl+rl X Cos ( β ) X Cos (2*ΡΙ/ (η-1))；Yi = yl+rl X Cos ( β ) X Sin (2*PI/ (n_l))；Zi = zl+rl X Sin ( β )； 其中，rl代表该第一拟合球的半径，i为取点序号，从O开始计数，i= {0,1,...，n-l}，η代表第二数量，PI代表圆周率，角度β为第i个点到该第一拟合球的球心的连线与水平面的夹角或者等于一个预设值； 第η个点的坐标(Xn, Yn, Zn)计算公式为Xn = xl, Yn = yl, Zn = zl+rl。
8.一种量测坐标校正方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 数据接收步骤，接收探针量测系统的探针上的探头在校正物体上选择的一个参考点，该探针量测系统安装于量测机台，该量测机台与电子设备相连； 第一获取步骤，根据探头侦测到的该参考点的坐标(x，y，z)，计算该校正物体的第一标准中心坐标(x2, y2, z2)； 第二获取步骤，当影像量测系统的镜头移动到该校正物体的上方位置时，利用影像边界扫描方法获取该校正物体的第二标准中心坐标(x3，y3，z3)，该影像量测系统安装于该量测机台； 计算步骤，计算该第一标准中心坐标与第二标准中心坐标之间的差值，该计算出的差值作为探针量测系统与影像量测系统之间的校正值；及存储步骤，存储该校正值至该电子设备的存储器中。
9.如权利要求8所述的量测坐标校正方法,其特征在于,所述校正物体为标准球,所述第一标准中心坐标为该标准球的第一标准球心坐标，所述第二标准中心坐标为该标准球的第二标准球心坐标。
10.如权利要求9所述的量测坐标校正方法，其特征在于，所述第一获取步骤包括 根据探头侦测到的该参考点的坐标(X，1，Z),获取该标准球的初始球心坐标(xO, yO,zO),其中，(xO, yO, zO) = (x, y, z_r), r为该标准球的半径； 利用该初始球心坐标(xO, yO, zO),计算该标准球球面上第一数量点的坐标； 控制该探头移动到该第一数量点，并获取探头侦测到的每个点的坐标； 根据该探头侦测到的每个点的坐标及该参考点的坐标拟合出第一个球，并获取该第一拟合球的球心坐标(xl，yl，zl)； 利用该第一拟合球的球心坐标，计算该第一拟合球球面上第二数量点的坐标； 控制探头移动到该第二数量点，并获取探头侦测到的每个点的坐标；根据探头侦测到的每个点的坐标拟合出第二个球，并获取该第二拟合球的球心坐标(x2, y2, z2)，将该第二拟合球的球心坐标作为该标准球的第一标准球心坐标。
11.如权利要求10所述的量测坐标校正方法，其特征在于，所述第一数量点的坐标的计算公式为 第 i 个点 X 轴坐标=xO+rXCos(a ) X Cos ((2*PI/3) Xi)； 第 i 个点 Y 轴坐标=yO+rXCos(a ) XSin((2*PI/3) X i)；第 i 个点 Z 轴坐标=zO- (rO+r) +r X Sin ( a )； 其中，rO代表探头的半径，i为取点序号，从O开始计数，i = {0，1，. . .，m}，m代表第一数量，PI代表圆周率，角度a为第i个点到标准球的球心的连线与水平面的夹角或者等于一个预设值。
12.如权利要求10所述的量测坐标校正方法，其特征在于，所述第二数量点的坐标的计算公式为 前(η-l)个点的坐标(Xi, Yi, Zi)计算公式为Xi = xl+rl X Cos ( β ) X Cos (2*ΡΙ/ (η-1))；Yi = yl+rl X Cos ( β ) X Sin (2*PI/ (n_l))；Zi = zl+rl X Sin ( β )； 其中，rl代表该第一拟合球的半径，i为取点序号，从O开始计数，i= {0,1,...，n-l}，η代表第二数量，PI代表圆周率，角度β为第i个点到该第一拟合球的球心的连线与水平面的夹角或者等于一个预设值； 第η个点的坐标(Xn, Yn, Zn)计算公式为Xn = xl, Yn = yl, Zn = zl+rl。
全文摘要
一种量测坐标校正系统及方法，该系统用于接收探针量测系统的探针上的探头在校正物体上选择的一个参考点；根据探头侦测到的该参考点的坐标，计算该校正物体的第一标准中心坐标；当影像量测系统的镜头移动到该校正物体的上方位置时，利用影像边界扫描方法获取该校正物体的第二标准中心坐标；计算该第一标准中心坐标与第二标准中心坐标之间的差值，作为探针量测系统与影像量测系统之间的校正值；存储该校正值至该电子设备的存储器中。利用本发明可以自动对探针量测系统获取的坐标进行校正。
文档编号G01B11/00GK102901473SQ201110211969
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者张旨光, 佘正才, 袁忠奎, 蒋理, 徐玉华 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司