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专利名称：坐标信息转换及显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及坐标数据同步转换，特别是撷取一工具机控制器的坐标区域图像，通过本发明的图像识别及转换技术，将该坐标区域图像转换为可供计算机系统运算的坐标值，并将其同步的显示于量测系统的屏幕界面上，供量测系统使用。
背景技术：
早期的工业领域中，接触式量测法为对象检测工程的主要手段。为达到精确测量的要求，需针对不同的对象或对象上的待测目标设计不同的检具和治具。治具将待测对象 定位在特定的检测位置，在此一基础被满足的条件下，利用对应的检具取得的量测值将是有效的且具有可利用性。但是治具和检具的制作和设计非常复杂耗时，且检测之前尚需经过复杂的前置作业，例如待测对象定位、定位校准、检具的接触位置设定....等，相当繁琐费时，检测作业的成本相对高昂。而现今工业产品具有多样化、微型化和精密化的特征，上述的接触式量测法对于检测人员而言是一项充满挑战、负担以及失准率的工作。为了解决这个问题，高精密非接触式量测手段在近几年被陆续提出，且目前仍在不断的发展中。已知的非接触式量测手段包括雷射、超音波、光学以及图像量测...等等，皆不外乎在为高精密的加工服务。有正确的量测系统才能进一步做到高精密度的加工作业，而加工在线的直接量测，更是精密加工的重要基础。如今的精密量测，已进步到配合高精密光学镜头来辅助加工作业的量测，然而，光学镜头的范围毕竟有限，必须配合工具机械本身各轴的光学尺或编码器(encoder)等，方能达到较大范围的精密量测。但是，工具机械厂牌各异，所使用的光学尺、编码器规格、模式、信号各不相同，甚至不开放光学信号的撷�。虼耍蝗粢耆视糜诟髦殖频墓ぞ呋档墓庋С�、编码器等规格，则量测系统的制造成本，将极其高昂，无法普及大多数的加工业者，如此；将越来越要求精密加工的产业趋势而言，明显阻碍其发展。如何能以较低阶方式及成本，获得大范围及高精密的量测系统，使一般多数加工业者受惠，则为本发明人所积极追求的目的及方向，因此，本发明发明人提出了一个新颖的技术方案，来解决并辅助精密量测系统的此一问题。

发明内容
本发明的目的是提供一种坐标信息转换及显示系统，其特点是利用图像撷取手段从一机台控制器的画面中撷取一坐标区域图像，该坐标区域图像中包含X、Y、Z轴的坐标数字图像，该坐标数字图像中的坐标数字是由工具机械本身的光学尺量测而得并显示在控制器的画面中。本发明通过图像识别及转换技术，将该坐标数字图像转换为可运算的坐标值，免去直接解译工具机械光学尺或编码器(encoder)的上揭所叙问题，即等同于直接取得光学尺或编码器的X、Y、Z轴的坐标数值，但本发明因不涉及光学尺或编码器的电子信号、光学信号的撷取技术，所以不受制于光学尺或编码器的技术规格，换言之，任何工具机械，任何规格的光学尺或编码器(encoder)均可以利用本发明的图像识别及转换技术，间接的取得工具机械光学尺或编码器的X、Y、Z轴的坐标数值。更进一步的，本发明于撷取该坐标区域图像的同时随即同步进行图像数据的识别、转换及显示等三个步骤，达到同步、实时、高效率、高正确性的数据转换目的，且经转换后的坐标值数据可供程序系统利用及运算。一种坐标信息转换及显示系统，主要包括一图像撷取�？椋葱写右还ぞ呋目刂破骰嬷羞⑷∫蛔昵蛲枷竦牟街瑁桓米昵蛲枷裰邪晔滞枷瘢灰煌枷窠邮漳？椋敫猛枷襁⑷∧？轳詈希邮丈鲜鲎昵蛲枷瘢⒔米昵蛲枷裣允居谝徊僮鹘缑妫灰皇侗鹎蛏瓒？椋敫猛枷窠邮漳？轳詈希诟貌僮鹘缑嬷刑峁┎僮鞴ぞ�(如鼠标)，供使用者在该坐标区域图像中设定待识别区域；
一识别及转换�？椋敫檬侗鹎蛏瓒？轳詈希邮崭么侗鹎虻男畔ⅲ么侗鹎蛑械淖晔滞枷瘢晃晒┫低吃怂愕腦、Y、Z轴坐标数值，并表现于该操作界面的一结果显示区块中。一种坐标信息转换及显示方法系统，包括以下步骤坐标区域图像撷取暨传送步骤以一图像撷取�？檫⑷」ぞ呋刂破骰嬷械腦、Y、Z轴坐标区域图像，该坐标区域图像中包含了坐标数字图像；该图像撷取�？榻米昵蛲枷翊椭烈煌枷窠邮漳？椋猛枷窠邮漳？樵谝徊僮鹘缑嬷邢允靖肵、Y、Z轴坐标区域图像；识别区域设定步骤使用者通过一识别区域设定模块所提供的操作工具，在该操作界面中，对该X、Y、Z轴坐标区域图像，设定多个待识别区域，并将该待识别区域的数据传送至一识别及转换�？椋皇侗鸺白徊街韪檬侗鸺白荒？榻么侗鹎蛑械腦、Y、Z轴坐标数字图像，转换为可供系统运算的X、Y、Z轴坐标数值，并同步的表现于该操作界面的一结果显示区块中，而在识别过程需先设定O 9的数字图像样本，以供识别系统识别。


图I为本发明系统方块配置图；图2为本发明系统的实施基础不意图之一；图3为本发明系统中控制器图像撷取装置示意图；图4为本发明系统所撷取的坐标区域图像示意图；图5为操作界面示意图；图6为使用者设定待识别区域的示意图；图7为本发明系统坐标值输入界面的示意图；图8为本发明方法流程图。主要组件符号说明10-工具机11-机台20-图像撷取�？�201-取像镜头
21-图像接收�？�211-操作界面
212_结果显不区块22-识别区域设定模块221-十字游标24-识别及转换�？�30-坐标区域图像31_Χ，Υ，Ζ三轴文字图像32-坐标数字图像50-待测物件51-物件取像镜头52-控制器53-第一显不器531-坐标显示区61-上限坐标62-下限坐标63-中心坐标66-坐标值输入界面661-上限坐标输入栏框662-下限坐标输入栏框663-中心坐标输入栏框
具体实施例方式为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同对象是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际组件的比例予以绘制，合先叙明。且以下的说明中，类似的组件是以相同的编号来表示。如图1，本发明坐标信息转换及显示系统，主要包括一图像撷取�？�20、一图像接收�？�21，一识别区域设定�？�22，一识别及转换�？�24。该图像撷取�？�20从一工具机10的控制器52画面中撷取一 X、Y、Z轴坐标区域图像30，如图4所示；该坐标区域图像30中包含坐标数字图像32 ;该坐标数字图像32中的坐标数字，是由工具机本身的X、Y、Z轴光学尺信号所解译，而显示于该控制器屏幕上。如图5，该图像接收�？�21，与该图像撷取�？�20耦合，接收上述Χ、Υ、Ζ轴坐标区域图像30，并将该坐标区域图像30显示于一操作界面211 ；该识别区域设定模块22，与该图像接收�？�21耦合，在该操作界面中提供操作工具(如鼠标)，供使用者在该坐标区域图像30中设定待识别区域；一识别及转换�？�24，与该识别区域设定�？�22耦合，接收该待识别区域的信息，将该待识别区域中的X、Y、Z轴坐标数字图像，转换为可供系统运算的坐标数值，并同步表现于该操作界面211的一结果显示区块212中，而在识别过程需先设定O 9的数字与X、Y、Z轴图像样本相互对应，以供识别系统识别。、
以下举一实例说明上述各�？榈脑俗鞑街瑁缤�2，一工具机10的机台11配备有光学尺或编码器(encoder)，以检测X、Y、Z三轴的位移。一待测物件50被固定于该机台11上。一对象取像镜头51对该对象50进行取像，并将图像传输至与工具机10的控制器52耦合的第一显示器53。可通过该控制器52及该第一显示器53对该待测对象50进行所需的量测工作，其中；该工具机10的控制器52的屏幕上，会有坐标显示区531以显示该工具机目前的X、Y、Z三轴坐标值。如图3-8所示，通过本发明上述各�？椋佬蚴凳┮韵虏街枳昵蛲枷襁⑷〖按筒街枞缤�3，该图像撷取�？�20以取像镜头201拍摄该第一显示器53画面中的坐标显示区531，产生一 X、Y、Z三轴坐标区域图像30(如图4)，该坐标区域图像30中具备X、Y、Z三轴文字图像31以及坐标数字图像32。该图像撷取�？�20将该X、Y、Z轴坐标区域图像30，传送至该图像接收模块21，该图像接收模块21将该X、Y、Z轴坐标区域图像30表现于一操作界面211，如图5。识别区域设定步骤该识别区域设定�？�22在该操作界面211中提供一操作工具，供使用者于屏幕画面中设定X、Y、Z轴坐标待识别区域。所述的操作工具为一鼠标十字光标221，供使用者在该坐标区域图像30中将X、Y、Z轴坐标数字图像32 —个一个的框选出来，而成为复数个待识别区域。框选方式，如图6，使用者将该十字光标221的坐标轴，分别点选该Χ、Υ、Ζ轴坐标数字图像32中每一轴坐标数字图像的上限及下限坐标点，之后再将十字游标221的坐标轴，分别点选经过该三轴中任一轴的坐标数字图像32中每一数字图像的中心点，以此形成一如十字交差的识别区域。该十字光标221移动时，该识别区域设定�？�22，实时的提供十字光标221的二维坐标值，据此，使用者可获得上限坐标61、下限坐标62以及中心坐标63。而一个上限坐标61、一个下限坐标62、与一个中心坐标63即构成一个待识别区域。请参阅图7所示；使用者可通过一坐标值输入界面66，将该上限坐标61、下限坐标62以及中心坐标63 输入相对应的栏框中，使该识别及转换�？�24获得每一个待识别区域的数据。图7描述该坐标值输入界面66的大致样态，具有Χ、Υ、Ζ轴的上限坐标输入栏框661,下限坐标输入栏框662以及中心坐标输入栏框663,使用者在各栏框中分别输入该上限坐标61、下限坐标62以及中心坐标63。图像识别及转换步骤该识别及转换�？�24将对每一个待识别区域的坐标数字图像32进行识别，并转换成可供系统运算的数值数据，并以阿拉伯数字显示于该操作界面211的一结果显示区块212中，如图5。相应的是，在识别过程需先设定O 9的数字与X、Y、Z轴坐标数字图像样本，相互对应，以供识别系统识别。上述识别区域设定步骤，是在本发明系统嵌入机台控制系统时执行即可，嗣后，当该图像撷取�？�20撷取一坐标区域图像30后，随即进行图像识别及转换步骤，从而将Χ、Υ、Z轴坐标区域图像中的坐标数字图像，转换成可供系统运算使用的Χ、Υ、Ζ轴坐标值，并同步显示于本发明的系统画面中，以供量测系统运算的参数设定。综上所陈，本发明利用图像撷取手段从一机台控制器的画面中撷取一 X、Y、Z轴坐标区域图像30，通过图像识别及转换技术，将该Χ、Υ、Ζ轴坐标区域图像30中的坐标数字图像32，转换为可运算的X、Y、Z轴坐标值，并实时同步的将转换的结果显示于量测界面。据此本发明在撷取X、Y、Z轴坐标区域图像之时，即同步进行图像数据的识别、转换及显示等 三个步骤，达到同步、实时、高效率、高正确性的数据转换目的，且经转换后的X、Y、Z轴坐标值数据可供量测程序系统利用及运算。而本发明不涉及光学尺或编码器(encoder)的电子信号、光学信号的撷取技术，所以不受制于光学尺或编码器的技术规格，因此任何工具机，任何规格的光学尺或编码器模示，均可以利用本发明的图像识别及转换技术取得光学尺或编码器所显示的X、Y、Z轴坐标值，并供量测系统运算。
虽然本发明是以最佳实施例做说明，但精于此技艺者能在不脱离本发明精神与范畴下做各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化，俱落入本发明权利要求的范围。
权利要求
1.一种坐标信息转换及显示系统，主要包括 一图像撷取�？椋葱写右还ぞ呋目刂破骰嬷羞⑷∫� X、Y、Z轴坐标区域图像，该坐标区域图像中包含X、Y、Z轴坐标数字图像； 一识别及转换�？椋敫猛枷襁⑷∧？轳詈希邮崭肵、Y、Z轴坐标区域图像，将该坐标区域图像中的X、Y、Z轴坐标数字图像，转换为可供系统运算的坐标数值，并同步表现于一操作界面的结果显示区块中。
2.如权利要求I所述的坐标信息转换及显示系统，其中，上述图像撷取模块以一取像镜头拍摄该工具机的控制器画面，从而取得该X、Y、Z轴坐标区域图像。
3.如权利要求I所述的坐标信息转换及显示系统，其中还包括一图像接收�？榧耙皇侗鹎蛏瓒？椋桓猛枷窠邮漳？橛敫猛枷襁⑷∧？轳詈希邮丈鲜鯴、Y、Z轴坐标区域图像，并将该坐标区域图像，显示于该操作界面；该识别区域设定�？椋敫猛枷窠邮漳？轳詈希诟貌僮鹘缑嬷刑峁┎僮鞴ぞ撸┦褂谜咴诟肵、Y、Z轴坐标区域图像中设定待识别区域，该待识别区域提供给该识别及转换�？椋越晔滞枷褡晃晔�。
4.如权利要求3所述的坐标信息转换及显示系统，所述的操作工具为一鼠标十字光标，供使用者在该X、Y、Z轴坐标区域图像中将坐标数字图像一一的点选成为各待识别区域。
5.如权利要求4所述的坐标信息转换及显示系统，其中，该X、Y、Z轴待识别区域，是由一上限坐标、一下限坐标、以及一中心坐标所构成；该上限坐标是由该十字游标的坐标轴经过该坐标数字图像的上限坐标点所取得，该下限坐标是由该十字游标的坐标轴经过该坐标数字图像的下限坐标点所取得，该中心坐标是由该十字光标的坐标点，点选该三轴坐标值中任一坐标值中的所有坐标数字图像的中心点所取得。
6.如权利要求5所述的坐标信息转换及显示系统，其中，该上限坐标、下限坐标、以及中心坐标，是通过一个坐标值输入界面而传输给该识别及转换�？�。
7.—种坐标信息转换及显示方法，该方法包括步骤 一坐标区域图像撷取及传送步骤以一图像撷取�？檫⑷∫还ぞ呋刂破骰嬷械腦、Y、Z轴坐标区域图像，该坐标区域图像中包含了坐标数字图像；该图像撷取�？榻肵、Y、Z轴坐标区域图像传送至一识别及转换�？椋� 识别及转换步骤该识别及转换�？榻忙�、Υ、Ζ轴坐标区域图像中的坐标数字图像转换为可供系统运算的坐标数值，并同步显示于一操作界面的一结果显示区块中，在识别过程需先设定O 9的数字与Χ、Υ、Ζ轴坐标数字图像样本，相互对应，以供识别及转换�？槭侗稹�
8.如权利要求7所述的坐标信息转换及显示方法，其还包含一识别区域设定步骤，该识别区域设定步骤介于该坐标区域图像撷取及传送步骤以及识别及转换步骤之间，使用者通过一识别区域设定模块所提供的操作工具，在一操作界面中，对该X、Y、Z轴坐标区域图像设定多个待识别区域，并将该待识别区域的数据传送至该识别及转换�？�。
全文摘要
一种坐标信息转换及显示系统，其特点是利用图像撷取手段从一机台控制器的画面中撷取一坐标区域图像，该坐标区域图像中包含坐标数字图像，而该坐标数字图像中的坐标数字，是由机台的光学尺、编码器(encoder)等数值反馈而得，并显示在该控制器画面。本发明通过图像识别及转换技术，将该坐标数字图像转换为可运算的坐标值，并将其坐标值的变化，同步的显示于量测系统的屏幕界面，供量测系统参照比对。
文档编号G01B11/00GK102646192SQ20111004383
公开日2012年8月22日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者彭炘烽 申请人:彭炘烽