一种物体轮廓的测量系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测量应用领域，具体涉及一种测量物体轮廓系统及方法。
【背景技术】
[0002]传统的物体轮廓测量提取方法基本可以分为两类:以影像检测为代表的非接触式测量方法和以三坐标测量机为代表的接触式测量方法。非接触式测量方法是指在不接触被测物体的前提下进行轮廓的精准测量。例如，其中的影像检测方法是利用可见光或者激光诱导荧光等方式获取被测物体的影像数据，然后再利用图像处理技术提取得到物体的轮廓；而接触式测量方法则是需要利用工具对物体表面接触从而获取其轮廓数据，最具代表性的是三坐标测量机，三坐标测量机首先将被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算后求得其尺寸和形位误差。
[0003]这两类测量方法各有利弊，都在测量领域发挥了重要的作用。其中，接触式测量方法对于被测物体的表面粗糙度、杨氏模量等要素都有一定的要求，而非接触式测量方法，尤其是影像处理等方式，则要求光线能够到达且不穿透被测物体的表面。对于弹性体在其他介质中受力变形轮廓的测量，如轮胎在泥泞道路中受力形变的轮廓，传统的测量方法都存在一定的局限性。此外，这两种测量方法都存在成本高昂的问题，其对于低等级精度测量是一种浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种新的物体轮廓测量系统及方法，本发明测量方法将接触式测量方法与非接触式测量方法相结合，提出了一种新的能够对于弹性体在影像检测失效区域中受力变形时的轮廓进行实时测量的方法。
[0005]根据本发明的一方面，提出一种物体轮廓测量系统，该系统包括:控制模块、位移传感器模块、影像模块和支撑模块，其中:
[0006]被测物体至少一部分处于图像检测视场外；
[0007]所述支撑模块用于在影像采集之前对于图像检测视场进行调整；
[0008]所述位移传感器模块固定在所述支撑模块上，用于检测被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点的位移数据，并将采集得到的位移数据发送给所述控制模块进行处理；
[0009]所述影像模块位于被测物体的一侧，用于实时采集所述被测物体暴露在图像检测视场内的可见部分的图像和传感器在偏转固定点处的偏转角度图像，并将采集得到的图像发送给所述控制模块进行处理；
[0010]所述控制模块与所述位移传感器模块和影像模块连接，用于对于所述位移传感器模块和影像模块进行控制，并对接收到的采集数据进行处理，得到所述被测物体的形变数据和轮廓参数。
[0011]可选地，所述支撑模块至少包括支撑架，其中:所述支撑板固定在固定台面上，用于固定所述位移传感器模块。
[0012]可选地，所述位移传感器模块包括多个位移传感器。
[0013]可选地，所述位移传感器为拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器的拉线的端部固定在被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点上。
[0014]可选地，所述系统还包括多个导线管，所述导线管固定在所述支撑模块上，用于为所述拉线式位移传感器伸出的拉线提供偏转固定点。
[0015]可选地，所述影像模块至少包括图像采集设备、存储器以及调节固定机构。
[0016]根据本发明的另一方面，还提出一种物体轮廓测量方法，该方法包括以下步骤:
[0017]步骤I，将影像模块和位移传感器模块置于被测物体的一侧；
[0018]步骤2，利用影像模块实时采集被测物体暴露在图像检测视场内的可见部分的图像，并将采集得到的可见部分图像发送给控制模块；
[0019]步骤3，所述位移传感器模块检测被测物体处于图像检测视场外的部分上的多个测量采样点的位移数据，即测量采样点在局部极坐标系内的极径数据，并将其发送给控制丰吴块；
[0020]步骤4，利用所述影像模块采集多个预定偏转固定点处传感器偏转的图像，并将偏转图像发送给控制模块；
[0021]步骤5，所述控制模块对于所述可见部分图像进行处理得到暴露在图像检测视场内的待测物体部分的形变数据和轮廓参数，对于所述偏转图像进行处理得到处于图像检测视场外的待测物体部分的形变数据和轮廓参数。
[0022]可选地，所述位移传感器模块包括多个拉线式位移传感器。
[0023]可选地，对于所述可见部分图像进行的处理包括但不限于噪声滤除、图像二值化处理、物体轮廓的边缘检测，经过处理后得到图像检测视场内的待测物体部分的轮廓参数，对比不同时刻的轮廓参数即可得到所述待测物体处于图像检测视场外部分的形变数据。
[0024]可选地，对于偏转图像进行处理得到处于图像检测视场外的待测物体部分的形变数据和轮廓参数进一步包括以下步骤:步骤51，根据所述偏转图像得到分别以每个偏转固定点为原点的多个测量采样点在局部极坐标系内的极角数据，结合所述步骤3得到的测量采样点在局部极坐标系内的极径数据，得到每个测量采样点以每个偏转固定点为原点的极坐标数据；步骤52，对于所述极坐标数据进行坐标变换，得到所述被测物体处于图像检测视场外的部分的绝对变化参数，从中提取得到所述被测物体处于图像检测视场外的部分的形变数据和轮廓参数。
[0025]利用本发明的上述技术方案，当被测物体侵入光线无法透过的介质时，在拉线式位移传感器、导线管、相机的共同作用下，会得到数个测量采样点的分别以多个偏转固定点为坐标原点的极坐标数据，而偏转固定点的空间位置已知且固定，故而可以推断并有效拟合出被测物体在介质中的变形和轮廓。而暴露在影像检测视场内的物体剩余部分，则直接可以由相机检测获取其形变及轮廓数据。因此，本发明实现了接触式测量与非接触测量方式的结合，可以较低的成本获取影像检测失效区域内弹性体的形变及轮廓数据。
【附图说明】
[0026]图1是根据本发明一实施例的物体轮廓测量系统的结构示意图；
[0027]图2是根据本发明一实施例的物体轮廓测量方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0029]根据本发明的一方面，提出一种物体轮廓测量系统，图1是根据本发明一实施例的物体轮廓测量系统的结构示意图，其中，I为被测物体，2为处理器，3为支撑板，4、5、6为三个拉线式位移传感器，7为导线管，8表示图像检测视场的分界线，9为容器壁，10表示影像检测失效区域，如沙子、泥水，11为影像模块。如图1所示，所述物体轮廓测量系统包括:控制模块、位移传感器模块、影像模块和支撑模块，其中:
[0030]被测物体I至少一部分处于图像检测视场外，比如被测物体I的一部分被泥沙等障碍物覆盖，另一部分则直接暴露在图像检测视场内；
[0031]所述支撑模块至少包括支撑架3等结构组件，用于在影像采集之前对于图像检测视场进