距离测量系统和距离测量方法与流程

本发明涉及一种距离测量系统和一种距离测量方法。

背景技术：

1、在现有技术中，有时需要测量产品上的一点到产品的一个表面的距离。如果产品的该表面是不平整表面时，即，该表面凸凹不平时，就必须先用软件拟合出该不平整表面的基准平面。在现有技术中，拟合软件通常先提取不平整表面上的三个不同点，然后根据提取的三个不同点拟合出基准平面。但是，拟合出的基准平面会随提取出的三个不同点的位置变化而变化，因此，这种拟合方法不能拟合出该不平整表面的真实的基准平面，拟合出的基准平面误差非常大，甚至完全不对。这导致最后计算出的产品上的一点到产品的该不平整表面的距离也是不正确的。

技术实现思路

1、本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

2、根据本发明的一个方面，提供一种距离测量系统，用于测量样品上的一点到样品的不平整表面的基准平面的距离h。所述距离测量系统包括：量规，具有在其厚度方向上相对且彼此平行的第一平整表面和第二平整表面；3d摄像机，用于拍摄所述样品和所述量规的三维图像；和计算机，根据所述3d摄像机拍摄到的三维图像计算所述距离h。在测量所述距离h时，所述量规被放置在所述样品的不平整表面上且所述量规的第一平整表面与所述样品的不平整表面接触，使得所述第一平整表面所在的平面即为所述基准平面；所述计算机在计算所述距离h时，用所述第一平整表面所在的平面代替所述基准平面。

3、根据本发明的一个实例性的实施例，在测量所述距离h时，所述3d摄像机被设置成面对所述量规的第二平整表面，以拍摄所述量规的第二平整表面的三维图像；所述计算机根据下面的公式计算所述距离h：

4、h＝hb-hg

5、其中，

6、hb为所述样品上的一点到所述量规的第二平整表面的距离，

7、hg为所述量规的厚度。

8、根据本发明的另一个实例性的实施例，所述计算机根据所述3d摄像机拍摄到的三维图像获取所述样品和所述量规的三维点云数据；

9、所述计算机根据所述三维点云数据计算所述第二平整表面所在平面的平面方程：

10、a*x+b*y+c*z+d＝0

11、其中，a、b、c和d是常数，能够根据所述第二平整表面的三维点云数据计算出；

12、所述计算机根据所述三维点云数据获取所述样品上的所述一点的坐标系p(x1，y1，z1)；

13、所述计算机根据下面的公式计算所述距离hb：

14、

15、其中，x1，y1，z1是所述样品上的所述一点的三维坐标。

16、根据本发明的另一个实例性的实施例，所述计算机与所述3d摄像机通信连接，以接收所述3d摄像机拍摄到的三维图像。

17、根据本发明的另一个实例性的实施例，所述距离测量系统还包括：显示器，与所述计算机通信连接，用于实时显示所述计算机的计算结果和所述3d摄像机拍摄到的三维图像。

18、根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述3d摄像机拍摄三维图像时，所述样品和所述量规位于所述3d摄像机的正下方。

19、根据本发明的另一个方面，提供一种距离测量方法，用于测量样品上的一点到样品的不平整表面的基准平面的距离h。所述距离测量方法包括以下步骤：

20、s100：提供前述距离测量系统；

21、s200：将所述量规放置在所述样品的不平整表面上且所述量规的第一平整表面与所述样品的不平整表面接触，使得所述第一平整表面所在的平面即为所述基准平面；

22、s300：将所述3d摄像机设置在所述量规的第二平整表面的上方并用所述3d摄像机拍摄所述样品和所述量规的三维图像；

23、s400：所述计算机根据拍摄到的所述三维图像计算所述距离h。

24、根据本发明的一个实例性的实施例，在所述步骤s400中，用所述第一平整表面所在的平面代替所述基准平面。

25、根据本发明的另一个实例性的实施例，所述步骤s400包括：

26、s410：计算所述样品上的所述一点到所述量规的第二平整表面的距离hb；

27、s420：根据下面的公式计算所述距离h：

28、h＝hb-hg

29、其中，hg为所述量规的厚度。

30、根据本发明的另一个实例性的实施例，所述步骤s410包括：

31、s411：根据所述3d摄像机拍摄到的三维图像获取所述样品和所述量规的三维点云数据；

32、s412：根据所述三维点云数据计算所述第二平整表面所在平面的平面方程：

33、a*x+b*y+c*z+d＝0

34、其中，a、b、c和d是常数，能够根据所述第二平整表面的三维点云数据计算出；

35、s413：根据所述三维点云数据获取所述样品上的所述一点的坐标系p(x1,y1,z1)；

36、s414：根据下面的公式计算所述距离hb：

37、

38、其中，x1,y1,z1是所述样品上的所述一点的三维坐标。

39、在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，能够精确和方便地计算出样品上的一点到样品的不平整表面之间的距离，提高了计算精度。

40、通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

技术特征：

1.一种距离测量系统，用于测量样品(10)上的一点(p)到样品(10)的不平整表面(10a)的基准平面(a)的距离h，其特征在于，所述距离测量系统包括：

2.根据权利要求1所述的距离测量系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的距离测量系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的距离测量系统，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的距离测量系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的距离测量系统，其特征在于：

7.一种距离测量方法，用于测量样品(10)上的一点(p)到样品(10)的不平整表面(10a)的基准平面(a)的距离h，所述距离测量方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的距离测量方法，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的距离测量方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的距离测量方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开一种距离测量系统和距离测量方法，用于测量样品上的一点到样品的不平整表面的基准平面的距离H。距离测量系统包括：量规，具有在其厚度方向上相对且彼此平行的第一平整表面和第二平整表面；3D摄像机，用于拍摄样品和量规的三维图像；和计算机，根据3D摄像机拍摄到的三维图像计算距离H。在测量距离H时，量规被放置在样品的不平整表面上且量规的第一平整表面与样品的不平整表面接触，使得第一平整表面所在的平面即为基准平面；计算机在计算距离H时，用第一平整表面所在的平面代替基准平面。因此，本发明能够精确和方便地计算出样品上的一点到样品的不平整表面之间的距离，提高了计算精度。

技术研发人员：周青,张丹丹,鲁异,胡绿海,谢逢春,周磊,许中华,包祥浩
受保护的技术使用者：泰科电子（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1