专利名称：点云量测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种量测系统及方法，特别是涉及一种点云量测系统及方法。
背景技术：
质量是一个企业保持长久发展能力的重要因素之一，如何提高和保证产品质量，是企业活动中的重要内容。为了提高和保证产品质量，对产品实施检验是必不可少的，同时，日渐增多且急迫的检验需求要求企业能够快速、准确地实施产品的检验。
早期对于工件的检验，一般采用特定的检验仪器，经人工比对后确定检测值。近年来，随着计算机硬件性能的提高及价格的降低，计算机在工件检验活动中被大量的引入，因而提高了检验的速度和准确性。如台湾智慧财产局于92年07月21日公告的公告编号为542901号专利，名称为“工件之量测方法及其装置”，该专利提供了一种工件的量测技术，该技术通过一摄影装置获取工件的影像，由一中央处理单元将工件影像数字化而形成一比对影像，然后，设定一标准线，使比对影像与标准线相对移动或转动，当标准线与比对影像的各边线重叠时，输出一坐标值或转动量，将二个以上的坐标值或转动量比对，即取得量测值。但是，该专利在工件量测时存在较大的局限性，只能进行直线或角度的量测。如今，通过点云可以对工件进行复杂的量测，比如量测通过三个圆圆心的圆的直径。上述点云是由多个三维离散点组成的点的集合，一般通过扫描机台扫描工件而获得。
所以需要提供一种点云量测系统及方法，其可自动完成点云的量测，并将量测程序以程序库的形式提供给其它应用程序调用。
发明内容本发明的主要目的在于提供一种点云量测系统，其可自动完成点云的量测，并将量测程序以程序库的形式提供给其它应用程序调用。该系统包括多个客户端计算机、一应用服务器及一数据库。客户端计算机用于提供一交互式用户界面，以便于用户执行相应操作并获得量测尺寸。应用服务器用于量测点云，其包括一程序库、一量测步骤存储模块及一错误判断模块。上述程序库用于量测点云，其包括一元素拟合模块，用于根据所选的点，拟合成一元素，如拟合成一个圆、一条线及一个矩形等，上述拟合为仿真合成之意；一坐标系建立模块，用于根据客户需求或量测需求，建立坐标系；一量测元素创建模块，用于根据所选的多个元素，创建一量测元素，如在两圆间创建一条两圆圆心连线，该连线即为需要量测的元素；一量测元素量测模块，用于量测上述量测元素，得到一量测尺寸；一量测尺寸输出模块，用于输出量测尺寸，并比对设计尺寸，判断量测尺寸是否合格。上述元素指线、圆、矩形等基本的几何图形。上述量测元素指需要量测的元素。上述量测尺寸指量测元素的尺寸。上述程序库中各模块提供应用程序接口，其它应用程序通过声明可调用上述模块。量测步骤存储模块用于存储点云量测时的量测步骤。点云量测一次后，其量测步骤存储在数据库中，以后量测同一型号工件的点云时，只需要更改其点云目录名即可，而不需要选择需要拟合的点、选择需要创建一量测元素的多个元素及输入设计尺寸等。错误判断模块用于判断在执行上述程序库的各模块时是否出错。数据库用于存储程序库、量测的点云、量测步骤及量测尺寸。
本发明还提供一种点云量测方法，该方法包括以下步骤(a)元素拟合模块拟合元素；(b)坐标系建立模块建立坐标系；(c)量测元素创建模块创建量测元素；(d)量测元素量测模块量测上述量测元素，得到一量测尺寸；(e)量测尺寸输出模块输出量测尺寸。
利用本发明，可自动完成点云的量测，并将量测程序以程序库的形式提供给其它应用程序调用。
图1是本发明点云量测系统的硬件架构图。
图2是本发明点云量测系统的应用服务器的功能模块图。
图3是本发明点云量测方法的作业流程图。
图4是本发明点云量测方法的引用程序库作业流程图。
实施方式如图1所示，是本发明点云量测系统的硬件架构图。该点云量测系统包括多个客户端计算机1、一网络2、一应用服务器3、一连接4及一数据库5。其中多个客户端计算机1利用网络2与应用服务器3相连，网络2可以是一企业内部网(Intranet)，也可以是互联网(Internet)或其它类型通讯网络。应用服务器3利用连接4与数据库5相连，连接4是一种数据库连接，如开放式数据库连接(Open DatabaseConnectivity，ODBC)，或者Java数据库连接(Java DatabaseConnectivity，JDBC)。
客户端计算机1用于提供一交互式用户界面，以便于用户执行相应操作，如选择需要拟合的点、选择需要创建一量测元素的多个元素及输入设计尺寸等，并获得量测尺寸。上述拟合为仿真合成之意。上述元素指线、圆、矩形等基本的几何图形。上述量测元素指需要量测的元素。上述量测尺寸指量测元素的尺寸。应用服务器3用于量测点云。该应用服务器3还用于影像量测及机台量测等，在本实施例中仅以点云量测为例。数据库5用于存储程序库、量测的点云、量测步骤及量测尺寸。
如图2所示，是本发明点云量测系统的应用服务器的功能模块图。应用服务器3用于量测点云，其包括一程序库30、一量测步骤存储模块31及一错误判断模块32。其中，程序库包括一元素拟合模块300、一坐标系建立模块301、一量测元素创建模块302、一量测元素量测模块303及一量测尺寸输出模块304。程序库30用于量测点云。元素拟合模块300用于根据所选的点，拟合成一元素，如拟合成一个圆、一条线及一个矩形等，在拟合一个圆时，去除粗大误差，运用最小二乘法将点仿真合成为一个圆。坐标系建立模块301用于根据客户需求或量测需求，建立坐标系。量测元素创建模块302用于根据所选的多个元素，创建一量测元素，如在两圆间创建一条两圆圆心连线，该连线即为需要量测的元素。量测元素量测模块303用于量测上述量测元素，得到一量测尺寸。量测尺寸输出模块304用于输出上述量测尺寸，并比对设计尺寸，判断量测尺寸是否合格。上述输出的量测尺寸以一种计算机可识别的格式储存，在本实施例中，该量测尺寸以Excel格式储存于一Excel活页簿中。Excel是微软公司(Microsoft)所推出一种表格处理软件。上述程序库中各模块提供应用程序接口，其它应用程序通过声明可调用上述模块。量测步骤存储模块31用于存储点云量测时的量测步骤。点云量测一次后，其量测步骤存储在数据库5中，以后量测同一型号工件的点云时，只需要更改其点云目录名即可，而不需要选择需要拟合的点、选择需要创建一量测元素的多个元素及输入设计尺寸等。错误判断模块32用于判断在执行程序库30的各模块时是否出错。
如图3所示，是本发明点云量测方法的作业流程图。首先，元素拟合模块300根据所选的点，拟合成一元素，如拟合成一个圆、一条线及一个矩形等，在拟合一个圆时，去除粗大误差，运用最小二乘法将点仿真合成为一个圆(步骤S30)。坐标系建立模块301根据客户需求或量测需求，建立坐标系(步骤S31)。然后，量测元素创建模块302根据所选的多个元素，创建一量测元素，如在两圆间创建一条两圆圆心连线，该连线即为需要量测的元素(步骤S32)。量测元素量测模块303量测上述量测元素，得到一量测尺寸(步骤S33)。量测尺寸输出模块304输出上述量测尺寸，并比对设计尺寸，判断量测尺寸是否合格(步骤S34)。最后，量测步骤存储模块31将上述量测步骤存储于数据库5中(步骤S35)。
如图4所示，是本发明点云量测系统的引用程序库作业流程图。首先，引用程序库30(步骤S40)，声明所需要使用的程序库30中的模块，可声明其中的一个或多个模块(步骤S41)。然后，执行程序库30中已经声明的模块(步骤S42)。错误判断模块31判断在执行上述模块时是否出错(步骤S43)。如果上述模块执行出错，错误判断模块31提示错误原因(步骤S44)，并返回步骤S42；如果上述模块执行正确，则结束本流程。
权利要求
1.一种点云量测系统，其可自动完成点云的量测，其包括多个客户端计算机、一应用服务器及一数据库，其特征在于客户端计算机用于提供一交互式用户界面，以便于用户选择需要拟合的点、选择需要创建一量测元素的多个元素；应用服务器用于量测点云，该应用服务器包括一程序库，用于量测点云，该程序库包括一元素拟合模块，用于根据所选的点，拟合成一元素；一量测元素创建模块，用于根据所选的多个元素，创建一量测元素；一量测元素量测模块，用于量测上述量测元素，得到一量测尺寸；一量测尺寸输出模块，用于输出量测尺寸；及数据库用于存储程序库、量测的点云及量测尺寸。
2.如权利要求1所述的点云量测系统，其特征在于，所述客户端计算机，还用于获得点云量测尺寸。
3.如权利要求1所述的点云量测系统，其特征在于，所述客户端计算机，还用于接收用户输入的设计尺寸。
4.如权利要求3所述的点云量测系统，其特征在于，所述量测尺寸输出模块，还用于将量测尺寸和设计尺寸作比对，判断量测尺寸是否合格。
5.如权利要求1所述的点云量测系统，其特征在于，所述应用服务器，还包括一量测步骤存储模块，用于将上述模块的处理步骤存储于数据库中。
6.如权利要求1所述的点云量测系统，其特征在于，所述应用服务器，还包括一错误判断模块，用于判断在执行上述程序库的各模块时是否出错。
7.如权利要求1所述的点云量测系统，其特征在于，所述程序库，还包括一坐标系建立模块，用于根据客户需求或量测需求，建立坐标系。
8.如权利要求1所述的点云量测系统，其特征在于，所述程序库中各模块，还用于提供应用程序接口，以便其它应用程序调用。
9.一种点云量测方法，其可自动完成点云的量测，其特征在于，该方法包括以下步骤根据所选的点，拟合成一元素；根据所选的多个元素，创建一量测元素；量测上述量测元素，得到一量测尺寸；及输出量测尺寸。
10.如权利要求9所述的点云量测方法，其特征在于，还包括步骤根据客户需求或量测需求，建立坐标系。
11.如权利要求9所述的点云量测方法，其特征在于，还包括步骤判断上述量测步骤是否出错。
12.如权利要求9所述的点云量测方法，其特征在于，还包括步骤存储上述量测步骤。
13.如权利要求9所述的点云量测方法，其特征在于，其中输出量测尺寸还包括步骤比对设计尺寸，判断量测尺寸是否合格。
全文摘要
一种点云量测系统及方法，其可自动完成点云的量测。该系统包括多个客户端计算机、一应用服务器及一数据库。客户端计算机用于提供一交互式用户界面，以便于用户执行相应操作并获得量测尺寸。应用服务器用于量测点云，其包括一程序库、一量测步骤存储模块及一错误判断模块。上述程序库包括一元素拟合模块、一坐标系建立模块、一量测元素创建模块、一量测元素量测模块及一量测尺寸输出模块。数据库用于存储程序库、量测的点云、量测步骤及量测尺寸。利用本发明，可自动完成点云的量测，并将量测程序以程序库的形式提供给其它应用程序调用。
文档编号G06F9/44GK1614581SQ200310112100
公开日2005年5月11日 申请日期2003年11月8日 优先权日2003年11月8日
发明者张旨光, 陈利华, 吴新元 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