冰箱的三维尺寸测量系统及测量方法与流程

本发明涉及冰箱生产包装领域，尤其涉及一种冰箱的三维尺寸测量系统及测量方法。

背景技术：

冰箱在生产过程中，需要装配诸多附件，装配完成后再包装出厂。以冰箱为例，在装配门体前需要对箱体进行质量测量以获知箱体是否达到装配标准；常见的箱体测量包括:箱体对角线尺寸、内胆与u壳闪缝、中梁与u壳配合、箱体宽度、箱体高度、上碰角不平度、四面平整度、下铰链与下梁角度、下铰链轴心与前脸尺寸、上铰链孔尺寸和中梁偏斜度等。

现有技术中通常通过人工测量冰箱尺寸，工作量大、工作进度慢且容易出现测量误差。现有技术中一些自动获取产品三维尺寸的测量系统，能够对小尺寸产品的三维尺寸进行测量，但用于测量大尺寸的冰箱时，由于光线被遮挡等原因，只能测量局部尺寸，而不能测量冰箱整体的三维尺寸。

有鉴于此，有必要提供一种冰箱的三维尺寸测量系统及测量方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，从而提供一种冰箱的三维尺寸测量系统及测量方法。

为实现上述发明目的之一，本发明采用如下技术方案：

一种冰箱的三维尺寸测量系统，包括：

测量间，所述测量间由搭建结构围设形成；

输送单元，包括穿过所述测量间的输送线、给所述输送线提供驱动力的驱动单元；

扫码单元，设于所述输送线周侧；

测量单元，包括固定于所述搭建结构上的若干套3d图像获取设备，其中至少一套3d图像获取设备位于所述测量间的顶部，至少四套3d图像获取设备间隔分布于所述测量间的周侧，任意相邻两个3d图像获取设备在待测冰箱上获取的三维表面信息有交叠；

主控单元，与所述驱动单元、所述扫码单元、所述测量单元均通讯连接。

进一步地，位于周侧的四套3d图像获取设备在所述测量间底部的投影位于一个方形的四个角上。

进一步地，所述测量单元还包括位于在所述测量间底部的投影位于一个方形的四个角上的四套3d图像获取设备的上方和/或下方的辅助3d图像获取设备。

进一步地，仅有一套3d图像获取设备位于顶部，该3d图像获取设备位于所述顶部的中心位置处；或，至少有四套3d图像获取设备位于顶部，该四套图像获取设备位于一个方形的四个边上，位于周侧的四套3d图像获取设备在所述测量间顶部的投影位于该方形的四个角上。

进一步地，所述搭建结构至少包括沿高度方向延伸的四个立柱，四个立柱分别位于一个方形的四个角上，其中至少一套3d图像获取设备直接或间接地固定于所述立柱的顶部，四套3d图像获取设备分别位于所述四个立柱上；

或，所述搭建结构至少包括若干立柱、位于所述若干立柱上的遮光帘，且沿所述输送线延伸方向间隔设置的所述遮光帘为柔性遮光帘或伸缩性遮光帘，所述3d图像获取设备固定于所述立柱和/或所述遮光帘上；

或，所述搭建结构包括侧部遮光板、位于所侧部遮光板顶部的顶部遮光板，且沿所述输送线延伸方向间隔设置的所述侧部遮光板为柔性遮光板或伸缩性遮光板，所述顶部遮光板、其他的所述侧部遮光板全部为硬质的遮光板，所述3d图像获取设备固定于所述侧部遮光板和/或所述顶部遮光板上；

或，所述搭建结构包括侧部遮光板、位于所侧部遮光板顶部的顶部遮光板，且沿所述输送线延伸方向间隔设置的所述侧部遮光板为柔性的遮光板或伸缩性的遮光板，所述顶部遮光板、其他的所述侧部遮光板中的一部分为硬质的遮光板另一部分为柔性的遮光板或弹性的遮光板，且该部分硬质的遮光板拼接形成所述测量间的构架，所述柔性的遮光板或所述伸缩性的遮光板与硬质的遮光板相固定，所述3d图像获取设备固定于所述侧部遮光板和/或所述顶部遮光板上。

进一步地，所述测量单元还包括与所述3d图像获取设备配套使用且能够投射明暗相间的若干光影的光机投影设备。

进一步地，所述输送单元还包括安装在所述测量间内以检测待测冰箱进入到测量间内的传感器。

进一步地，沿所述输送线的输送方向，所述扫码单元位于所述测量间前、所述测量间内、或所述测量间后。

为实现本发明的目的，还采用如下技术方案：

一种冰箱的三维尺寸测量方法，包括如下步骤：

输送待测量冰箱进入测量间；

获取待测量冰箱的标准信息；

从测量间顶部的至少一个顶部获取点、待测量间周侧的至少四个周侧获取点获取待测冰箱的三维表面信息，且从顶部获取点和周侧获取点中的任意相邻两个获取点对待测冰箱获取的三维表面信息有交叠；

基于获取的三维表面信息建立待测冰箱的实物三维图并计算冰箱的三维尺寸；

将三维尺寸与标准信息进行比对，若三维尺寸与标准信息一致，则待测冰箱合格；若三维尺寸与标准尺寸信息存在偏差，则待测冰箱不合格。

进一步地，四个周侧获取点分别位于待测冰箱上四个沿高度方向延伸的棱角的外周侧；

进一步地，一个顶部获取点位于测量间顶部的中心位置处；或，至少四个顶部获取点位于一个方形的四个边上，四个周侧获取点在测量间顶部的投影分别位于该方形的四个角上。

进一步地，获取三维表面信息包括如下步骤：向待测冰箱投射一组明暗相间的光影；获取待测冰箱的三维表面信息；

或，获取三维表面信息包括如下步骤：依次向待测冰箱投射若干组明暗相间的光影，不同组中的光影的面积不同；且每投射一组明暗相间的光影，获取一次三维表面信息。

进一步地，所述光影呈条纹状或方块状。

进一步地，先获取待测量冰箱的标准信息，然后基于标准信息控制所述测量单元或调整所述测量单元的测量参数，获取待测冰箱表面的三维表面信息。

进一步地，所述测量间为遮光间室。

本发明的有益效果是：本发明的冰箱三维尺寸测量系统中，至少一套3d图像获取设备位于待测冰箱顶部，至少四套3d图像获取设备间隔分布于所述测量间的周侧，能够使得任意相邻两个3d图像获取设备在待测冰箱上获取的三维表面信息有交叠，从而能够建立冰箱三维模型，进一步准确测量冰箱的三维尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中的冰箱的三维尺寸测量系统的示意图；

图2是本发明另一实施例的冰箱的三维尺寸测量系统的俯视图，为了方便仅示意了部分输送线；

图3是图2沿输送线宽度方向的侧视图；

图4是图2沿输送线输送方向的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～图4所示，本发明中，冰箱的三维尺寸测量系统100包括测量间1、将待测冰箱m输送至或输送出所述测量间1的输送单元2、对待测冰箱m进行扫码的扫码单元(未图示)、用以获取待测冰箱m的三维尺寸的测量单元3、主控单元(未图示)，所述输送单元2、所述扫码单元、所述测量单元3均与所述主控单元通讯连接，以实现自动化在线测量。

所述测量间1由搭建结构围设形成，用以为待测冰箱m提供一个适宜的测量环境，其中所述待测冰箱m可以为半成品也可以为完整的冰箱。所述测量间1的形状不限，大小以能够容纳并适合测量市面上的最大冰箱为宜。

所述搭建结构的形状及其拼接方式不限，只要能限定出一个测量空间即可。一参考实施例中，所述搭建结构至少包括沿高度方向延伸的四个立柱11，四个立柱11分别位于一个方形的四个角上，或称所述四个立柱11自上向下在所述测量间1的底部的正投影连线后为一个方形，该方形包括正方形或长方形，此时所述测量间1呈长方体状，与市面上大多数冰箱的结构相近似。

进一步地，为了避免不同的待测冰箱m的颜色对测量结果产生影响，以及现场环境、日光灯等对测量结果的影响，所述测量间1为遮光间室，也即所述测量单元3对待测冰箱m的测量在遮光间室内进行。

一具体实施例中，所述搭建结构至少包括若干立柱11、位于所述若干立柱11上的遮光帘(为了能够看清测量单元的设置位置，遮光帘未图示)，其中，所述立柱形成所述测量间1的构架并用以固定所述遮光帘，所述遮光帘起到遮光作用，能够避免外界光线对测量的影响。

并且，沿所述输送线延伸方向间隔设置的所述遮光帘为柔性遮光帘或伸缩性遮光帘，通过所述柔性遮光帘或所述伸缩性遮光帘的可变形，位于所述输送单元2上的待测冰箱m可自动进入或走出所述测量间1而其他部分所述遮光帘可以为柔性的也可以为硬质的。

或，另一具体实施例中，所述搭建结构包括侧部遮光板、位于所侧部遮光板顶部的顶部遮光板，且沿所述输送线延伸方向间隔设置的所述侧部遮光板为柔性遮光板或伸缩性遮光板，而所述顶部遮光板、其他的所述侧部遮光板全部为硬质的遮光板；或沿所述输送线延伸方向间隔设置的所述侧部遮光板为柔性的遮光板或伸缩性的遮光板，而所述顶部遮光板、其他的所述侧部遮光板中的一部分为硬质的遮光板另一部分为柔性的遮光板或弹性的遮光板，且该部分硬质的遮光板拼接形成所述测量间1的构架，而其他柔性的或伸缩性的遮光板通过挂设的方式与硬质的遮光板相固定。

所述输送单元2包括穿过所述测量间1的输送线、给所述输送线提供驱动力的驱动单元，所述驱动单元与所述主控单元通讯连接。所驱动单元与所述输送线相适配且两者均采用现有技术；例如，所述输送线为输送带，所述驱动单元包括至少两个同步轮、驱动至少一个同步轮主动转动的电机；或所述输送线为若干输送辊，所驱动单元包括驱动至少一个输送辊主动转动的电机。

优选地，所述输送单元2还包括安装在所述测量间1内以检测待测冰箱m进入到测量间1内的传感器(未图示)，在待测冰箱m进入到所述测量间1后，所述传感器被触发并向主控单元发送信号，主控单元控制所述驱动单元停止工作，使得所述输送线停止移动。

一具体实施例中，所述传感器为光电传感器，所述光电传感器包括间隔设置于所述搭建结构上的发射端、接收端，在待测冰箱m进入到所述测量间1后，至少部分冰箱结构进入到所述发射端与所述接收端之间触发所述光电传感器；或，在所述待测冰箱m进入测量间1内后，附接于所述冰箱或所述输送线上的触发结构件进入到所述发射端与所述接收端之间以触发所述光电传感器。

所述扫码单元设于所述输送线周侧，“设于所述输送线周侧”指的是所述扫码单元位于所述输送线的周边且可对位于输送线上的待测冰箱m进行扫码的任意位置处。例如，所述扫码单元安装在输送线上方，当待测冰箱m通过所述扫码单元的扫码范围时，所述扫码单元对待测冰箱m上的编码识别，并将冰箱的信息传输给主控部。或，所述扫码单元位于所述输送线沿宽度方向的至少一侧，在待测冰箱m通过所述扫码单元的扫码范围时，所述扫码单元对待测冰箱m上的编码识别，并将冰箱的信息传输给主控部。

另，沿所述输送线的输送方向，所述扫码单元位于所述测量间1前、所述测量间1内、或所述测量间1后，因此可在待测冰箱m进入所述测量间1前、待测冰箱m位于所述测量间1内、待测冰箱m输出所述测量间1后进行扫码。

所述测量单元3包括固定于所述搭建结构上的若干套3d图像获取设备31，所述3d图像获取设备31包括3d相机或三维扫描仪，所述3d相机包括但不限于双目相机。通过所述3d相机或三维扫描仪获取待测冰箱m的三维表面信息，用稠密的点云数据来描述待测冰箱m的表面信息，待测冰箱m表面的每个点都有空间三维信息，从而能实现待测冰箱m的距离、角度、平面度等三维信息的测量，通过软件数据处理，得到待测冰箱m实物三维图。

其中至少一套3d图像获取设备31位于所述测量间1的顶部，至少四套3d图像获取设备31间隔分布于所述测量间1的周侧，任意相邻两个3d图像获取设备31在待测冰箱m上获取的三维表面信息有交叠，从而能够以交叠的三维表面信息为基点建立冰箱三维模型，进一步准确测量冰箱的三维尺寸。

进一步地，考虑到现有的冰箱大多为长方体状，位于周侧的四套3d图像获取设备31在所述测量间1底部的投影位于一个方形的四个角上，也即从冰箱周侧的四个周侧获取点获取冰箱的三维表面信息，能保证位于周侧的相邻两个3d图像获取设备31在待测冰箱m上获取的三维表面信息有交叠。

优选地，在摆放待测冰箱m时，将待测冰箱m的四个沿高度方向延伸的棱大致地与四套3d图像获取设备31相对应，此时，位于周侧的四套3d图像获取设备31获取视角不会被冰箱的棱角遮挡，获得的三维表面信息的重叠度更大，能够建立更为准确的三维模型。

另，请参阅图1所示，所述测量单元3还包括位于在所述测量间1底部的投影位于一个方形的四个角上的四套3d图像获取设备31的上方和/或下方的辅助3d图像获取设备32，可适用于任意高度的待测冰箱m。

所述3d图像获取设备31的安装及布局方式与所述搭建结构有关，以下将基于上述搭建结构的实施例对所述3d图像获取设备31的安装及布局方式进行详细描述。

在所述搭建结构至少包括沿高度方向延伸的四个立柱11的实施例中，所述3d图像获取设备31直接或间接地固定于所述立柱11上。例如，其中至少一套3d图像获取设备31直接或间接地固定于所述立柱11的顶部，四套3d图像获取设备31分别位于所述四个立柱11上；具体地，每一个立柱11上设有一个支撑平台，所述3d图像获取设备31位于所述支撑平台上。

具体地，所述搭建结构包括固定于所述立柱11顶端的顶部支架12或顶板，位于顶部的所述3d图像获取设备31挂设于所述顶部支架12或所述顶板上。优选地，仅有一套3d图像获取设备31位于顶部，该3d图像获取设备31位于所述顶部的中心位置处。而在顶部设有多套3d图像获取设备31时，多套3d图像获取设备31的排布方式以能对待测冰箱m获得最全三维表面信息、与位于周侧的3d图像获取设备31获得的三维表面信息交叉最多为目的进行排布；例如至少有四套3d图像获取设备31位于顶部，该四套图像获取设备位于一个方形的四个边上，位于周侧的四套3d图像获取设备31在所述测量间1顶部的投影位于该方形的四个角上。

或，在所述搭建结构至少包括若干立柱11、位于所述若干立柱11上的遮光板的实施例中，所述3d图像获取设备31固定于所述立柱11和/或所述遮光帘上，且所述3d图像获取设备31的设置位置或排布方式参考上述“所述搭建结构至少包括沿高度方向延伸的四个立柱11的实施例”。一参考实施例中，在所述搭建结构至少包括四个立柱11、位于所述四个立柱11上的遮光板，四套3d图像获取设备31分别固定于四个立柱11上，一套3d图像获取设备31固定于顶部的遮光板的中间位置处。

或，在所述搭建结构包括侧部遮光板、位于所侧部遮光板顶部的顶部遮光板的实施例中，所述3d图像获取设备31固定于所述侧部遮光板和/或所述顶部遮光板上，且所述3d图像获取设备31的设置位置或排布方式参考上述“所述搭建结构至少包括沿高度方向延伸的四个立柱11的实施例”。一参考实施例中，所述搭建结构包括依次拼接的四个侧部遮光板、盖设于所述侧部遮光板顶部的顶部遮光板，四套3d图像获取设备31分别固定于四个侧部遮光板的连接处，一套3d图像获取设备31固定于所述顶部遮光板的中间位置处。

需要说明的是，本发明中，立柱11在所述测量间1的顶部的投影所在的方形与该四个立柱11在底部的投影所在的方形上下相对应；四套3d图像获取设备31在所述测量间1的顶部的投影所在的方形与该；四套3d图像获取设备31在底部的投影所在的方形上下相对应。

进一步地，所述测量单元3还包括与所述3d图像获取设备31相邻设置以配套使用且能够投射明暗相间的若干光影的光机投影设备，可适用于有光的测量间1，也可以适用于遮光的测量间1室。该光影既能提供获取图像所必须的亮光，又便于获取三维表面信息，形成三维点云数据，最终形成精确的实物三维图。

本领域技术人员可以理解的是，一个所述3d图像获取设备31需要配套一个所述光机投影设备；设置位置相近且获取图像角度基本相似的两个3d图像获取设备31也可以公用一个所述光机投影设备。并且，所述光影的形状不限，例如为条纹状或方块状。

所述光机投影设备能够多次投射出多组明暗相间的若干光影，且不同组的光影的面积不一致，以能满足不同型号、不同测试精度、混产的测量要求。

本发明还提供一种冰箱的三维尺寸测量方法，包括如下步骤：

输送待测量冰箱进入测量间1；

获取待测量冰箱的标准信息；

从测量间1顶部的至少一个顶部获取点、待测量间1周侧的至少四个周侧获取点获取待测冰箱m的三维表面信息，且从顶部获取点和周侧获取点中的任意相邻两个获取点对待测冰箱m获取的三维表面信息有交叠；

基于获取的三维表面信息建立待测冰箱m的实物三维图并计算冰箱的三维尺寸；

将三维尺寸与标准信息进行比对，若三维尺寸与标准信息一致，则待测冰箱m合格；若三维尺寸与标准尺寸信息存在偏差，则待测冰箱m不合格。

具体地，可通过上述任意一种输送单元2将待测冰箱m输送至所述测量间1，在待测冰箱m进入到所述测量间1后，主控单元控制所述驱动单元停止工作，使得所述输送线停止移动；在图像获取单元获取三维表面信息后，将信息反馈给主控单元，主控单元再控制驱动单元启动输送线将待测冰箱m输送出所述测量间1。在具有传感器的实施例中，可通过上述传感器检测待测冰箱m是否进入了所述测量间1，并由所述传感器向所述主控单元发送信号。

通过扫码单元获取待标准信息与其他步骤的先后顺序可以互换，具体由所述扫码单元在整个测量线上的设置位置决定。具体地可在待测冰箱m进入所述测量间1前、待测冰箱m位于所述测量间1内、待测冰箱m输出所述测量间1后均可以进行扫码。

优选地，先进行扫码获取待测量冰箱的标准信息，然后基于标准信息控制所述测量单元3或调整所述测量单元3的测量参数，再获取三维表面信息。具体地，在待测冰箱m进入所述测量间1前、待测冰箱m位于所述测量间1内进行扫码，然后基于标准信息控制所述测量单元3或调整所述测量单元3的测量参数，获取待测冰箱m表面的三维表面信息。

通过上述测量单元3获取待测冰箱m表面的三维表面信息。

具体地，四个周侧获取点分别位于待测冰箱m上四个沿高度方向延伸的棱角的外周侧，此时，位于周侧的四套3d图像获取设备31获取视角不会被冰箱的棱角遮挡，获得的三维表面信息的重叠度更大，能够建立更为准确的三维模型。

一个顶部获取点位于测量间1顶部的中心位置处，获得待测冰箱m顶部的三维表面信息，通过周侧获取点获得待测冰箱m周侧的三维表面信息，将顶部的三维表面信息与周侧的三维表面信息以待测冰箱m顶部的四个棱为基准共同构建成实物三维图。或至少四个顶部获取点位于一个方形的四个边上，四个周侧获取点在测量间1顶部的投影分别位于该方形的四个角上，所述顶部获取点、所述周侧获取点配合获得冰箱五个面的全部表面信息，并以重叠的三维表面信息为基准建立更为准确的实物三维模型。

进一步地，获取三维表面信息包括如下步骤：向待测冰箱m投射一组明暗相间的光影；获取待测冰箱m的三维表面信息。

优选地，依次向待测冰箱m投射若干组明暗相间的光影，不同组中的光影的面积不同；且每投射一组光影，获取一次三维表面信息，基于多组三维表面信息建立冰箱三维模型，获得的测量数据更为准确。

本发明中，所述光影为条纹状或方块状，均有利于获取三维点云数据。

进一步地，为了避免不同的待测冰箱m的颜色对测量结果的影响，以及现场环境、日光灯等对测量结果的影响，所述测量间1为遮光间室，也即所述测量单元3对待测冰箱m的测量在遮光间室内进行。

以下将以一个具体的冰箱三维尺寸测量方法对本发明进行详细描述：通过所述输送单元2将待测冰箱m输送至测量间1内，光电传感器发出开关信号，所述输送线停止，冰箱位于测量间1内。所述扫码单元接收到待测冰箱m停止的信号，开始扫码，获取待测冰箱m的条码信息，并根据条码信息调取待测冰箱m的标准信息。所述主控单元根据待测冰箱m的信息来调整所述测量单元3的参数，开始进行扫描和测量。在扫描和测量之后，所述输送单元2收到指令，使待测冰箱m放行离开；如此完成一个待测冰箱m的自动化三维检测。所述主控单元对多套3d图像获取设备31获得的图像数据综合分析处理，得到整个待测冰箱m的三维模型，与系统图纸比对，输出对比结论。

综上所述，本发明的冰箱三维尺寸测量系统中，至少一套3d图像获取设备31位于待测冰箱m顶部，至少四套3d图像获取设备31间隔分布于所述测量间1的周侧，能够使得任意相邻两个3d图像获取设备31在待测冰箱m上获取的三维表面信息有交叠，从而能够建立冰箱三维模型，进一步准确测量冰箱的三维尺寸。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。