专利名称：基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量领域，尤其涉及矩形被测物几何量测量，具体涉及基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置。
背景技术：
据统计，我国2010年陶瓷墙砖总产量达到了 75. 76亿平方米，总销售额达到了2500多亿元。随着人们收入和欣赏品位的提高，高端陶瓷墙地砖产品需求不断扩大，而这些高端瓷砖产品要求尺寸精准，平整度高。此外，对于高端瓷砖产品更注重无缝拼贴，在精度上的要求更加严格。而对于长宽为600mm和800mm的瓷砖等产品来说，其检测精度要求在±0. 1_，而对应的检测仪器则需要更高的精度。目前，大多数厂家采用人工结合游标卡尺对瓷砖进行离线的接触式测量，其速度慢、效率低、影响产能，而且出错率高，容易出现检测 质量不稳定等现象。近年来，相关院校和企业都对瓷砖检测技术进行了研究，并研制了自动检测墙地砖几何尺寸等特征的系统。在这些检测系统中，大部分都是采用两个或四个摄像机对瓷砖对角或边界进行拍摄。然而，这种多相机的方法不能保证多个相机完全同步，不能满足测量精度要求，而且调整和标定困难，实用性较差。有相关企业和科研单位采用单个相机拍摄整个幅面，但由于成像像素过大(大于1000万个像素)，图像容量达到了十几兆，从而拍摄的图像不可避免的存在着严重的畸变，而且图像的容量过大也将影响处理的实时性。目前，有研究者采用单相机采集四角图像实现大幅面正多边形瓷砖的测量，但是该方法局限于正多边形物体的几何量测量，而对于矩形瓷砖则无法测量。从上面所述的技术缺陷或者适用情况等因素考虑，在瓷砖等多边形被测物测量领域，目前国内还没有研发出适用范围广，检测精度高，可以满足实际生产需求的矩形被测物几何量在线测量系统。
实用新型内容为了解决现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置。它不仅能解决现有技术的缺陷，还具有其它许多有益效果。基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，包含矩形被测物I、背光源2、一次反射镜3、二次反射镜4、三次反射镜5、四次反射镜6、图像采集装置7，背光源2的个数为4个，分别位于所述矩形被测物I四个角的下方；一次反射镜3为单面反射镜，其个数为4个，分别位于所述矩形被测物I四个角的上方，且和背光源2—一对应；二次反射镜4为双面反射镜，其个数为2个，位于相邻的2个一次反射镜3的中间，且对称分布于所述矩形被测物I的两侧；三次反射镜5为单面反射镜，位于二次反射镜4的正上方，且和二次反射镜4 一一对应；四次反射镜6为双面反射镜，其个数为I个，位于2个所述的三次反射镜5的中间；图像采集装置7位于四次反射镜6的正上方。为了提高矩形被测物的测量精度，更好的达成本实用新型的目的，本实用新型的矩形被测物3的边线与对应的2个一次反射镜3中心连线平行。相应地，和一次反射镜3具备一一对应关系的背光源2的中心连线也和矩形被测物3的边线平行。基于上述同样理由，本实用新型的一次反射镜3和二次反射镜4等高且平行；三次反射镜5和四次反射镜6等高且平行；一次反射镜3、二次反射镜4、三次反射镜5、四次反射镜6，它们的反射面均和矩形被测物I的表平面成45度角。本实用新型的工作原理如下矩形被测物I放置于背光源2与一次反射镜3之间，矩形被测物I的四个角都处于背光源2照射范围之内，且相邻转角的连线(边线)与对应的一次反射镜3镜面中心的连线平行。点亮背光源2后，其发出的光线将各个转角及 其边缘轮廓信息在上方对应的一次反射镜3上分别生成投影，此为第一次投影(见说明书附图2)。对应地，第一次投影的区域共有4个，此投影再通过一次反射镜3的平面反射功能，光线路径发生90度转变，即从垂直方向变为水平方向至对应的二次反射镜4。由于此处的一次反射镜3承担第一次反射功能，为了和后续的反射镜相区别，顾名思义为一次反射镜。下面的各反射镜命名同此理，不再赘述。二次反射镜4接收来自一次反射镜3的投影，把来自一次反射镜3的四个投影两两组合，并传递至三次反射镜5，形成2个投影区域(见说明书附图3)。三次反射镜5上的两个投影区域最终汇聚到四次反射镜6上，最终在四次反射镜6正上方的图像采集装置7中合成一个投影区域，图像采集装置7通过分析该投影区域的大小，计算出矩形被测物I的边长大小，完成其几何量的测量。本实用新型有益效果在于(I)只采用一个摄像机，实现大幅面被测物的整体几何量的测量，彻底消除由于多个相机的不同步造成的精度误差。而且由于拍摄区域小，相机像素能够获得较大程度的利用，保证了测量的精度。(2)分别在两相对的边线采用光路转换与集合模式，经过四次的投影，有效解决单相机测量对象局限于正多变形的问题，可以更广泛的用于实际的生产中。由于上述有益效果，本实用新型广泛应用于矩形被测物的几何量测量中。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型I的测量原理示意图。实施方式
以下结合附图来进一步阐述本实用新型的具体实施方式
。如图I所示，基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，包含矩形被测物I、背光源2、一次反射镜3、二次反射镜4、三次反射镜5、四次反射镜6、图像采集装置7，背光源2的个数为4个，分别位于所述矩形被测物I四个角的下方；一次反射镜3为单面反射镜，其个数为4个，分别位于所述矩形被测物I四个角的上方，且和背光源2 —一对应；二次反射镜4为双面反射镜，其个数为2个，位于相邻的2个一次反射镜3的中间，且对称分布于所述矩形被测物I的两侧；三次反射镜5为单面反射镜，位于二次反射镜4的正上方，且和二次反射镜4 一一对应；四次反射镜6为双面反射镜，其个数为I个，位于2个所述的三次反射镜5的中间；图像采集装置7位于四次反射镜6的正上方。由于矩形被测物I的支撑和运动控制装置等，背光源2的固着装置，各反射镜及图像采集装置的固着装置在并本图中没有示出，但毫无疑问，为了实现本实用新型的目的，即完成矩形被测物的测量，这些装置均不可或缺，但这些均非本实用新型的发明要点，故在本图中不再示出。如图2所示，为本实用新型的测量原理图，为描述方便，该图的背光源2、一次反射镜3、二次反射镜4均减半示出，这对本实用新型原理的阐述并没有实质性影响。且其具 体的工作原理前已述及，在此不再赘述。
权利要求1.基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，包含矩形被测物(1)，其特征在于还包含背光源(2)、一次反射镜(3)、二次反射镜(4)、三次反射镜(5)、四次反射镜(6)、图像采集装置(7)，所述的背光源(2)的个数为4个，分别位于所述矩形被测物(I)四个角的下方；所述的一次反射镜(3)为单面反射镜，其个数为4个，分别位于所述矩形被测物(I)四个角的上方，且和所述的背光源(2) —一对应；所述的二次反射镜(4)为双面反射镜，其个数为2个，位于相邻的2个一次反射镜(3)的中间，且对称分布于所述矩形被测物(I)的两侧；所述的三次反射镜(5)为单面反射镜，位于所述的二次反射镜(4)的正上方，且和所述的二次反射镜(4) 一一对应；所述的四次反射镜(6)为双面反射镜，其个数为I个，位于2个所述的三次反射镜(5)的中间；所述的图像采集装置(7)位于所述的四次反射镜(6)的正上方。
2.根据权利要求I所述的基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，其特征在于所述矩形被测物(I)的边线与对应的2个所述的背光源(2)中心连线平行。
3.根据权利要求I所述的基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，其特征在于所述矩形被测物(I)的边线与对应的2个所述的一次反射镜(3)中心连线平行。
4.根据权利要求I所述的基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，其特征在于所述的一次反射镜(3)和所述的二次反射镜(4)等高且平行。
5.根据权利要求I所述的基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，其特征在于所述的三次反射镜(5)和所述的四次反射镜(6)等高且平行。
6.根据权利要求1-5任一所述的基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，其特征在于 所述的一次反射镜(3)、二次反射镜(4)、三次反射镜(5)、四次反射镜(6)，它们的反射面均和所述的矩形被测物(I)的表平面成45度角。
专利摘要本实用新型公开了基于机器视觉的矩形被测物几何量测量装置，包含矩形被测物(1)、背光源(2)、一次反射镜(3)、二次反射镜(4)、三次反射镜(5)、四次反射镜(6)、图像采集装置(7)，通过对所矩形被测物(1)四角的投影并经过上述各反射镜的多次反射最终在图像采集装置(7)中形成一个投影，对该投影分析可以得出矩形被测物(1)的几何量大小。本实用新型只采用一个摄像机，保证了测量的精度；有效解决单相机测量对象局限于正多变形的问题，由于上述有益效果，本实用新型广泛应用于矩形被测物的几何量测量中。
文档编号G01B11/00GK202630906SQ20122015456
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者蒋家付, 钟文国, 周作先, 黄美仪 申请人:佛山科学技术学院