专利名称：定位测量装置及方法
技术领域：
本发明是关于一种定位测量装置及方法，特别是一种对被测件的相 关参数进行自动测量的装置及方法。
背景技术：
传统方法中对被测件的长度，几何形状规格的测量需借用 一些测量工 具，且需要人以手工方式进行测量，这些测量工具有直尺，游标卡尺、 角尺、卡钳等。使用需要手工进行测量的测量工具测量好各项数据后， 需要人工记录测量结果，如此，在被测件所需测量的参数较多，且被测 件的数量也较多时，很容易出现测量错误及记录错误的情况，且人工测 量精度不高，效率也较低。
随着科技的发展，出现了 一批光学测量工具如测长仪及光学测微仪， 其可大大提高测量的精度，然而该等仪器还是需要手工测量并记录测量 结果。如今，很多测量工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等 原理，并与电子计算机技术相结合的测量工具，如坐标测量机及齿轮量 仪等，其虽可实现自动对被测件各项规格进行自动测量，并自动保存结 果，可往往这些测量工具成本都比较高。
发明内容
有鉴于此，故需要提供一种成本低，且自动对被测件的相关参数进 行测量的定位测量装置及方法。
所述定位测量装置与一影像获取装置相连，该装置包括一存储单 元、 一中央处理单元及一输入单元，其中，该测量装置的中央处理单元
包括
该测量装置的中央处理单元包括一物件影像导入模块、 一标准件测 量区选取模块、 一标准脚本文件生成模块、 一被测件测量区域确定模块
及一测量模块。该物件影像导入模块根据接收到通过该输入单元输入的 控制指令控制该影像获取装置获取物件影像档，并将所述物件影像档导
入测量装置，所述物件影像档为标准件影像档或被测件影像档；该准件 测量区选取模块在该标准件影像档上选取一个或者多个测量点，以每一 测量点为中心点选取一第一区域及一第二区域，且第一区域之区域大小 大于第二区域之区域大小；该标准脚本文件生成模块记录上述所选取的 每一测量点之第一区域在该标准件影像档中的位置并截取第二区域的影 像生成一脚本文件，并将该脚本文件存储于该存储单元中；该测件测量 区域确定模块，运行上述脚本文件，根据脚本文件中所记录的标准件影 像档中各测量点之第一区域的位置在该被测件影像档中确定一第三区 域，在该第三区域中获取与该第二区域影像相似度最大一第四区域为被 测件测量区。
所述定位测量方法包括如下步骤导入一标准件影像档；在该标准 件影像档中选取一个或者多个测量点，以每一测量点为中心点选取一第 一区域及一第二区域，且第一区域之区域大小大于第二区域之区域大 小；记录上述所选取的每一测量点之第一区域在影像档中的位置并截取 第二区域的影像生成一脚本文件，并将该脚本文件存储于该存储单元 中；导入被测件影像档；运行上述脚本文件，根据脚本文件中所记录的 标准件影像档中各测量点之第 一 区域的位置在被测件影像档中确定 一 第 三区域，在该第三区域中以单位位移移动该所截取的第二区域影像，选 取与该R2影像最接近的一第四区域作为测量区；在测量区测量根据测试 项目测试相应测量项目，显示并记录测量结果。
相较于现有技术，所述定位测量装置及方法，通过获取被测件的影 像，通过对被测件的影像的相关参数自动测量来实现对被测件的相关参 数的测量，使用方便，成本低。
图1为定位测量系统的硬体架构图。
图2为测量装置的中央处理单元所执行的功能模块图。
图3 图6为使用本发明的测量系统测量一转轴的轴部直径的过程示意图。
图7为定位测量方法生成脚本文件的流程图。 图8为定位测量方法测量过程流程图。
具体实施例方式
请参阅图1,为定位测量系统的硬体架构图。该系统包括一影像获取 装置1及一测量装置2。该影像获取装置1与该测量装置2连接。该影像 获取装置1可为一扫描装置，用于获取物件影像，并将所获取的物件影 像转换为数字格式即物件影像档后存储至该测量装置2中。在本发明中 该物件影像档可为标准件影像档或被测件影像档，标准件即为符合预定 规格的物件，被测件即为需要测量的物件。该测量装置2，包括一存储单 元21、 一输入单元22、 一显示单元23及一中央处理单元(CPU)24。
该存储单元21用于存储由该影像获取装置1所获取的物件的影像档 及测量过程中产生的相关测量结果及数据；该输入单元22可为键盘、鼠 标、触摸板等输入设备，用户可通过输入单元22输入控制物件的测量过 程的控制指令；该显示单元23用于显示物件测量的过程及结果。该中央 处理单元24接收通过输入单元22输入的控制指令，根据该控制指令执 行物件测量的过程。对中央处理单元24执行物件测量的过程的详细描 述，请参阅图2及图3 图6。
请参阅图2，为测量装置的中央处理单元所执行的功能模块图。该中 央处理单元24包括 一物件影像导入模块241、 一标准件测量区选取模 块242、 一脚本文件生成纟莫块243、 一纟皮测件测量区确定纟莫块244及一测 量模块245。本实施方式以测量一转轴的轴部直径为例说明物件的测量过 程，请参阅图3 图6，即为测量该转轴的轴部直径的过程示意图。
首先，该物件影像导入模块241接收通过输入单元22输入的控制指 令，根据该控制指令控制影像获取装置1获取物件影像档，并将该物件影像档导入测量装置2后通过显示单元23显示给用户。如图3所示，该 标准件测量区选取模块242在所导入的物件影像为标准件影像档时，根 据所接收的输入单元22的控制指令在该标准件的影像档中选取测量区 域。在确定测量区域时，首先需要根据所测量的测量项目选择测量点， 因本实施方式的测量项目以测量转轴的轴31的直径为例说明，则选择轴 31与轴体32的交点A及交点B为测量点，以测量点A为中心点选择一 大区域Rl及一小区域R2，以测量点B为中心点选择一大区域R3及一小区域R4。所述选择测量点、选定大区域R1、 R3及小区域R2、 R4都为 该标准件测量区选取模块242根据所接收的通过该输入单元22的控制指 令完成。当然，亦可在通过该输入单元22的控制指令选定测量点后，该标准件测量区选取模块242以所选定的测量点为中心，自动确定该大区 域R1、 R3及一'卜区域R2、 R4。
请参阅图4，该脚本文件生成模块243记录确定大区域Rl及R3的 区域大小及位置的点A1、 A2、 A3、 A4及B1、 B2、 B3、 B4的点在该影 像档中的坐标值，并截取小区域R2及R4内的影像Sl及S2后生成一脚 本文件存储于该存储单元21中。
请参阅图5，该被测件测量区域确定模块244在由该物件影像导入模 块241导入的物件影像档为被测件影像档后，运行该脚本文件，根据该 脚本文件中所记录的标准件影像档中大区域Rl及R3的坐标在被测件影 像档中确定相应大区域Tl及T3,分别在大区域Tl及T3分别选取一小 区域T2、 T4，该小区域T2、 T4对应的影像S3及S4与影像Sl及S2的 相似度最大。
选取区域T2、 T4的具体做法为在区域Tl及T3内分别以一预设 单位位移移动在标准件影像档中所截取的影像Sl及S2,每次移动后该影 像Sl及S2在被测件影像档中所处的区域分别为T^及T2m。其中，Tlm 表示影像Sl第m次移动时，影像Sl在被测件影像档中所处的区域，T2m 表示影像S2第m次移动时，影像S2在被测件影像档中所处的区域。获
取区域T,m的影像S,m及T2m的影像S2m，同时计算影像Sl与影像S1m的
相似度及影像S2与影像S2m的相似度。以计算影像Sl与影像Sim的相似度为例，计算相似度时，以一个或者多个像素为单位像素，分别计算影
像Sl与影像Slm对应单位像素亮度的差平方和，计算公式为 Dlm=∑Tn-In]2，其中，Tn为影像Sl第n个羊位像素的亮度值，1。为影像 S^第n个单位像素的亮度值，相似度D^为移动第m个单位位移时影像 Sl与S,m所有单位像素的亮度的差平方和。最后，选择D^值最小的影 像S,m作为Sl相似度最大的影像S3，影像S3所在区域即为被测件的测 量区T2。通过同样的方法，获得影像S2相似度最大的影像S4所在区域 啦文为^^皮测件另 一 个测量区T4 。
请参阅图6，该测量模块245根据测量区T2及T4确定其中心点E, F作为该被测件的测量点，则测量点E, F之间的距离即为所需测量的轴 31的直径，将测量结果显示于显示单元23,并将测量结果存储至存储单 元21中。
如果该影像获取装置1所获取的影像为彩色影像，则可对该被测件 的测量区T2及/或T4的色彩，即RGB值进行测量。
请参阅图7，为定位测量方法生成脚本文件的流程图。首先，接收通 过该输入单元22输入的获取影像控制指令，根据该控制指令控制影像获 取装置1获取一标准件的标准件影像档，将该标准件影像档导入测量装 置2(步骤701);根据所测量的项目在标准件影像档上选择一个或者多个 测量点(步骤S702);以每一测量点为中心点确定一大区域及一小区域(步 骤S703);记录大区域在标准件影像档中的位置并截取小区域的影像以生 成一脚本文件，并将该脚本文件存储于存储单元21中(步骤S704)，在每 次测量的被测件相同时，可直接调用该脚本文件。
请参阅图8,为定位测量方法测量过程流程图。首先，导入被测件的 影像档(步骤S801);运行标准件脚本文件，根据脚本文件中记录的标准 件影像档中各测量点的大区域的位置，确定该等大区域在被测件影像档 中的位置(步骤S802);在被测件影像档中的大区域中以一预设位移移动 在标准件影像档中所截取的小区域影像，并选取与该小区域影像相似度 最大的区域作为被测件的测量区，并以该测量区的中心点作为测量点(步 骤S803);根据所需测量的项目做相应的测量(步骤804);记录测量结果
至存储单元21中(步骤S805),若需要对下一个被测件进行测量，则返回步骤S801,直到所有被测件测量完毕，则结束循环。
权利要求
1.一种定位测量装置，与一影像获取装置相连，包括一存储单元、一中央处理单元及一输入单元，其特征在于，该测量装置的中央处理单元包括一物件影像导入模块，根据接收到通过该输入单元输入的控制指令控制该影像获取装置获取物件影像档，并将所述物件影像档导入测量装置，所述物件影像档为标准件影像档或被测件影像档；一标准件测量区选取模块，在该标准件影像档上选取一个或者多个测量点，以每一测量点为中心点选取一第一区域及一第二区域，且第一区域之区域大小大于第二区域之区域大小；一标准脚本文件生成模块，记录上述所选取的每一测量点之第一区域在该标准件影像档中的位置并截取第二区域的影像生成一脚本文件，并将该脚本文件存储于该存储单元中；一被测件测量区域确定模块，运行上述脚本文件，根据脚本文件中所记录的标准件影像档中各测量点之第一区域的位置在该被测件影像档中确定一第三区域，在该第三区域中获取与该第二区域影像相似度最大一第四区域为被测件测量区。
2. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该影像获取装置可为 一扫描装置。
3. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该被测件测量区域确 定模块确定该测量区的中心点以作为该被测件的 一测量点。
4. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该中央处理单元还包 括一测量模块，用于测量该测量区的RGB值。
5. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该中央处理单元还包 括 一 测量模块，用于测量所确定的两个测量点之间的距离。
6. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，选取该第四区域作为 被测件测量区的具体为在该第三区域中以单位位移移动该所截取的第 二区域影像，记录每次移动后该第二区域影像在被测件影像档中所处的区域为Tm，获取该区域Tm的影像Sm，计算该第二区域影像与影像Sm的相似度Dm;选择Dm值最小的影像Sm作为相似度最大的影像S’，该影像S’，所在区域即为被测件的测量区，其中下标m为第二区域影像在该第三 区域中第m个单位位移。
7. 如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，相似度Dm的计算公 式为<formula>see original document page 3</formula>，其中，Tn为第二区域影像第n个单位像素的亮度 值，In为与第二区域影像对应的被测件影像的第n个单位像素的亮度值，Dm为移动第m个单位位移时第二区域影像与该第二区域影像在被 测件中所对应区域影像的对应单位像素亮度的差平方和。
8. —种定位测量方法，其特征在于，该方法包括 导入一标准件影像档；在该标准件影像档中选取一个或者多个测量点，以每一测量点为中 心点选取一第一区域及一第二区域，且第一区域之区域大小大于第二区 域之区域大小；记录上述所选取的每一测量点之第一区域在影像档中的位置并截取 第二区域的影像生成一脚本文件，并将该脚本文件存储于该存储单元 中；导入被测件影像档；运行上述脚本文件，根据脚本文件中所记录的标准件影像档中各测 量点之第一区域的位置在被测件影像档中确定一第三区域，在该第三区 域中以预设位移移动所截取的第二区域影像，选取与该第二区域影像最 相似的一第四区域作为测量区。
9. 如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，还包括在确定被测件 影像档的测量区后，确定该测量区的中心点为测量点的步骤。
10. 如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，还包括自动测量所 确定的两个测量点之间的距离的步骤。
11. 如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，还包括自动测量测 量区的RGB值的步骤。
全文摘要
提供一种定位测量方法，该方法包括导入一标准件影像档；在该标准件影像档中选取一个或者多个测量点，以每一测量点为中心点选取一第一区域及一第二区域；记录上述所选取的每一测量点之第一区域在影像档中的位置并截取第二区域的影像生成一脚本文件，并将该脚本文件存储于该存储单元中；导入被测件影像档；运行上述脚本文件，根据脚本文件中所记录的标准件影像档中各测量点之第一区域的位置在被测件影像档中确定一第三区域，在该第三区域中以单位位移移动该所截取的第二区域影像，选取与该第二区域影像最接近的一第四区域作为测量区。同时，提供一定位测量装置。本发明可自动测量被测件的相关参数，且使用方便，成本低。
文档编号G01B11/00GK101173853SQ20061006341
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月1日 优先权日2006年11月1日
发明者曾盛鹏, 蒲小满 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