非接触式钥匙齿形学习装置的制作方法

本实用新型涉及到钥匙复制技术领域，特别是涉及到一种非接触式钥匙齿形学习装置。

背景技术：

在钥匙的使用过程中，一般需要将钥匙进行复制备用；在钥匙的配置中，钥匙齿形的加工精度与学习精度和钥匙复制机的加工精度均有关系。其直接决定了钥匙开锁的顺畅性，以及下一代钥匙复制的精度。

现有的非接触式钥匙复制中，一般采用一组对射式光电传感器作为齿形测量方案。该技术方案中，对射式光电传感器固定在机身上，激光发射端与接收端对立布置，钥匙装夹在夹具固定装置上，位于成对光电传感器中间位置，控制夹具台从两个方向靠近激光传感器，当接收端接收不到激光信号时，激光传感器发出信号，记录钥匙的位置或钥匙各齿形的位置。该方法仅适用于外开齿钥匙，且仅针对数据库已知的钥匙进行学习，该方法对激光发射端和接收端的装配精度要求较高，对光学镜片的防护性能要求较高，齿形学习精度同样受钥匙复制机机械结构的装配和移动精度影响，因此现有的配钥匙的方法存在通用性差、对环境要求较高、操作复杂、效率低的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的为提供一种非接触式钥匙齿形学习装置，解决了现有的配钥匙装置的通用性差、对环境要求较高、操作复杂、效率低的问题。

本实用新型提出一种非接触式钥匙齿形学习装置，包括：图像采集模块和图像处理模块；所述图像采集模块对钥匙表面投射单束线激光，并接收钥匙表面反射的反射激光；所述图像采集模块设置有输出端，所述图像处理模块设置有接收端，所述图像处理模块的接收端与所述图像采集模块的输出端电连接。

进一步，所述图像采集模块包括：激光发射单元和激光接收单元，所述激光发射单元依次多个视角对钥匙表面投射单束线激光，所述激光接收单元接收钥匙表面反射的多个视角的反射激光；获取单元，所述获取单元和所述激光接收单元电连接；转换单元，所述转换单元设置有接收端和输出端，所述转换单元的接收端电连接于所述激光接收单元，转换单元的输出端电连接于所述图像处理模块。

进一步，所述图像处理模块包括：三维曲面重构单元，所述三维曲面重构单元电连接于所述转换单元。

进一步，所述非接触式钥匙齿形学习装置还包括平移转动模块；所述平移转动模块的输出端连接于所述图像采集模块或钥匙，使所述图像采集模块对钥匙进行360°扫描。

进一步，所述非接触式钥匙齿形学习装置还包括：加工模块，所述加工模块电连接于所述图像处理模块。

进一步，所述非接触式钥匙齿形学习装置还包括第一比差模块、计算模块以及第一补偿模块；所述第一比差模块电连接于所述加工模块；所述计算模块连接于所述第一比差模块和所述第一补偿模块之间。

进一步，所述非接触式钥匙齿形学习装置还包括预设模块，所述预设模块电连接于所述加工模块之间。

进一步，所述非接触式钥匙齿形学习装置还包括匹配模块，所匹配模块连接于所述图像处理模块和所述图像加工模块。

进一步，所述图像采集模块至少设置一个。

进一步，所述非接触式钥匙齿形学习装置还包括第二比差模块以及第二补偿模块，所述第二比差模块电连接于所述图像处理模块，所述第二补偿模块电连接于所述第二比差模块。

本实用新型带来的有益效果：由于线激光不会对不同的钥匙的材质产生影响，线激光可以对各种材质的钥匙进行扫描，具有较高的适用性；本发明相较于传统的采用探针的接触式学习方法，不需要安装探针进行齿形学习，故对不同类型的钥匙加工，不需要更换不同的探针，且不因探针磨损，降低加工精度，同时不受探针的安装位置的影响；因此本发明的非接触式齿形学习方法可以适用于各种类型的钥匙加工，加工精度更高；现有相机采集图像时，金属钥匙可能会存在反光，影响相机的采集精度；由于本发明采用的是线激光的方式进行采集，接收处理的是钥匙表面反射的反射激光，线激光造成的金属钥匙反光程度较低，因此，本发明非接触式齿形学习的方法相对于现有相机采集图像的方式，受钥匙反射光的影响较低，因此使钥匙齿形学习精度较高；但是本发明采用线激光的方法可以采集钥匙多个视角的点云轮廓信息，因此对钥匙的位置精度要求较低；具有较高的学习精度，且将采集并处理得到的钥匙的3d轮廓信息进行加工、精度检测以及标定，具有较高的适用性，且获取钥匙齿形信息准确，具有较高的学习精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实施例中图像采集过程的结构示意图。

图中：1、图像采集模块；11、激光发射单元；12、激光接收单元；13、获取单元；14、转换单元；2、图像处理模块；21、三维曲面重构单元；22、预设模块；3、加工模块；4、匹配模块；5、第一比差模块；6、计算模块；7、第一补偿模块；8、第二比差模块；9、第二补偿模块；10、平移旋转模块。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合附图1-附图2进一步详细说明：

一种非接触式钥匙齿形学习装置，如图1所示，包括：图像采集模块1、图像处理模块2；图像采集模块1对钥匙表面投射单束线激光，并接收钥匙表面反射的反射激光；图像采集模块1设置有输出端，图像处理模块2设置有接收端，图像处理模块2的接收端与图像采集模块1的输出端电连接。

在本实施例中，上述的图像采集模块1包括有线激光发射端和激光接收端，线激光发射端发射线激光照射到钥匙表面，钥匙表面将激光反射至激光接收端，可以得到钥匙的第一轮廓点云数据；上述的图像处理模块2可以根据图像采集模块1中采集到的钥匙的第一轮廓点云数据进行处理得到钥匙的第一3d轮廓信息；第一3d轮廓信息包括但不限于钥匙齿形特征信息和钥匙胚模特征信息；将图像采集模块1采集得到第一轮廓点云数据发送至图像处理模块2中，以便图像处理模块2对第一轮廓点云数据进行处理；由于线激光不会对不同的钥匙的材质产生影响，线激光可以对各种材质的钥匙进行扫描，具有较高的适用性，本发明相较于传统的采用探针的接触式学习方法，不需要安装探针进行齿形学习，故对不同类型的钥匙加工，不需要更换不同的探针，且不因探针磨损，降低加工精度，同时不受探针的安装位置的影响；因此本发明的非接触式齿形学习方法可以适用于各种类型的钥匙加工，加工精度更高；现有相机采集图像时，金属钥匙可能会存在反光，影响相机的采集精度；由于本发明采用的是线激光的方式进行采集，接收处理的是钥匙表面反射的反射激光，因此，本发明非接触式齿形学习的方法相对于现有相机采集图像的方式，不受钥匙反射光的影精度要求高；但是本发明采用线激光的方法可以采集钥匙多个视角的点云轮廓信息，因此对钥匙的位置精度要求较低；具有较高的学习精度，且将采集并处理得到的钥匙的3d轮廓信息进行加工、精度检测以及标定。

在一实施例中，结合图1和图2，激光发射单元11和激光接收单元12，激光发射单元11依次多个视角对钥匙表面投射单束线激光，激光接收单元12接收钥匙表面反射的多个视角的反射激光；获取单元13，获取单元13和激光接收单元12电连接；转换单元14，转换单元14设置有接收端和输出端，转换单元14的接收端电连接于激光接收单元12，转换单元14的输出端电连接于图像处理模块2。

在本实施例中，激光发射单元11发射的线激光与钥匙表面的夹角呈90°，夹角呈90°为本实用新型的最优方案，在其他的实施例中，激光发射单元11发射的线激光与钥匙表面的夹角呈还可以是其他的数值；上述激光发射单元11和激光接收单元12依次多个视角对钥匙表面投射单束线激光进行平移扫描，并接收钥匙表面反射的多个视角的反射激光；并将反射激光传输至获取单元13，上述的获取单元13根据所述多个视角的反射激光获得钥匙的多个视角的轮廓数据，再将多个视角的轮廓数据传输至转换单元14；转换单元14根据多个视角的轮廓数据制作第一轮廓点云数据；由于钥匙表面的齿形深度和大小均不相同，因此钥匙反射的反射激光信号均不相同，因此可以根据激光的变化获得钥匙的第一轮廓信息，且获得的第一轮廓信息较为精准。

在一实施例中，图像处理模块2包括：三维曲面重构单元21，三维曲面重构单元21电连接于转换单元14。

在本实施例中，上述图像处理模块2根据第一轮廓点云数据进行三维曲面重构，对齿形边缘轮廓进行滤波处理，得到钥匙的第一3d轮廓信息。

在一实施例中，还包括平移转动模块；平移转动模块的输出端连接于图像采集模块1或钥匙，使图像采集模块1对钥匙进行360°扫描。

在本实施例中，上述平移转动模块用于控制图像采集模块1和/或钥匙的承载体按照预设动作运行，以使图像采集模块1照射到钥匙的全部表面；并实时接收从钥匙反射回来的激光信号；在本实施例中，平移旋转模块10控制钥匙的承载体平移和转动，使钥匙自身转动360°，使得图像采集模块1对钥匙进行360°的扫描；在其他的实施例中，还可以控制图像采集模块1按照预设的动作即围绕钥匙做旋转360°以及围绕钥匙平移，使得图像采集模块1获得钥匙各个角度的第一轮廓信息。

在一实施例中，还包括：加工模块3，加工模块3电连接于图像处理模块2。

在本实施例中，上述的加工模块3根据第一3d轮廓信息加工得到第一钥匙，由于获得钥匙的第一3d轮廓信息较为精准，所以加工得到的第一钥匙的精度也较为精准，保证了钥匙的精度。

在一实施例中，还包括第一比差模块5、计算模块6以及第一补偿模块7；第一比差模块5电连接于加工模块3；计算模块6连接于第一比差模块5和第一补偿模块7之间。

在本实施例中，通过图像采集模块1采集第一钥匙的表面的第二轮廓点云数据，然后对第二轮廓点云数据处理得到第二3d轮廓信息；上述的第一比差模块5比较第一3d轮廓信息和第二3d轮廓信息得到比差；并将得到的比差传输给计算模块6或第一补偿模块7，计算模块6根据比差计算钥匙的加工精度；第一补偿模块7根据比差补偿加工误差；利用图像采集模块1发射线激光采集第一钥匙的第二轮廓信息，获得较精准的轮廓信息，进而有效的评估钥匙的加工精度。

在一实施例中，还包括预设模块22，预设模块22电连接于加工模块3。

在本实施例中，上述的预设模块22可以预设3d轮廓信息，并将预设的预设3d轮廓信息发送至加工模块3，加工模块3根据预设3d轮廓信息，加工得到第二钥匙；并将得到的第二钥匙通过图像采集模块1采集第二钥匙的表面的第三轮廓点云数据，然后对第三轮廓点云数据处理得到第三3d轮廓信息；上述的第一比差模块5比较预设3d轮廓信息和第三3d轮廓信息得到比差；并将得到的比差传输给计算模块6或第一补偿模块7，计算模块6根据比差计算钥匙的加工精度；第一补偿模块7根据比差补偿加工误差，可以进一步提高加工精度和进一步补偿加工误差；利用图像采集模块1发射线激光采集第二钥匙的第三轮廓信息，获得精准的第三轮廓信息，且预设的3d轮廓信息为一定值，进而有效的评估钥匙的加工精度。

在一实施例中，还包括匹配模块4，所匹配模块4连接于图像处理模块2和图像加工模块3之间。

在本实施例中，上述的非接触式钥匙齿形学习装置中预设有钥匙标准数据库，钥匙标准数据库包括但不限于：钥匙标准齿形特征信息和钥匙标准胚形特征信息；图像处理模块2处理得到的第一3d轮廓信息与预设标准钥匙数据库进行匹配，将钥匙的第一3d轮廓信息与钥匙标准数据库匹配，在钥匙标准数据库中找到与第一3d轮廓信息一致或者最接近的一组标准3d轮廓信息，确认为该钥匙的标准3d轮廓信息，再根据标准3d轮廓信息进行加工复制钥匙，得到加工精度更高的钥匙。

在一实施例中，图像采集模块1至少设置一个。

在本实施例中，图像采集模块1设置一个，在其他的实施例中可设置多个共同采集，以此提高测量、学习、标定精度和可靠性。

在一实施例中，还包括第二比差模块8以及第二补偿模块9，第二比差模块8电连接于图像处理模块2，第二补偿模块9电连接于第二比差模块8。

在本实施例中，通过图像采集模块1采集标准量块的表面的第三轮廓点云数据；标准量块具有确定的理论3d轮廓信息；通过图像处理模块2对第三轮廓点云数据处理得到测量3d轮廓信息，并将得到的测量3d轮廓信息发送至第二比差模块8，第二比差模块8将测量3d轮廓信息和理论3d轮廓信息进行比差得到偏差，并将偏差传输至第二补偿模块9，第二补偿模块9根据偏差补偿图像采集和/或图像处理误差，以便对图像采集模块1和/或图像处理模块2进行校正。

值得一提的是，本实用新型基于线激光扫描钥匙不同视角的表面得到钥匙的3d轮廓信息，并将得到的3d轮廓信息进行加工、精度检测以及标定，实现非接触式齿形学习装置功能的多样化。

如图2所示，本实用新型中实施例实施的原理为：将钥匙安装在平移旋转模块10的输出端上，以及将目标钥匙安装在加工模块4上，启动激光发射单元11发射出线激光并照射钥匙表面，钥匙将激光反射，激光接收单元12接收从钥匙表面反射的反射激光并将激光信号发送至获取单元13；获取单元13获取钥匙在不同视角下轮廓信息，并将轮廓信息发送至转换单元14，转换单元14将钥匙不同视角的二维轮廓信息转换为同一坐标系的第一轮廓点云数据，图像处理模块2将第一轮廓点云数据处理得到第一3d轮廓信息；根据第一3d轮廓信息进行加工复制钥匙，得到第一钥匙。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。