亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种长度检测的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明适用于检测领域，尤其涉及一种产品长度检测的方法和系统。
背景技术：
随着科技的发展，产品长度的检测精度要求越来越高，对于高精度的长
度检测， 一般采用的方法有两种
一是釆用高精度的量具，例如游标卡尺、千分尺等但一般只能用于人 工操作，不能编程控制，也不易做成自动化设备，在大批量检测时难以实现。 而且对于大小不同的待测产品，可能需要多套量具，不够柔性。这种检测方 法不仅测量精度难以保证，而且操作步骤比较繁瑣，检测过程的环境因素也 在一定程度上影响检测效果。
二是采用一个高像素的相机采样、分析其检测时间短，结果较精确， 但这种方法要求待测产品的长度较小。 一般在机器视觉检测系统中，检测精 度与相机分辨率成正比，而与量程成反比。随着待测产品长度的增加，采样 需要的相机的像素值也随之增大，否则就会降低检测精度。而相机的像素值 并不是无限增大的，而且高像素的相机的成本也相当高。
如检测一个40mm，要求精度达到O.Olmm的产品的长度，需要选择一个 水平(或垂直)分辨率为4000pixel的相机。即使CCD芯片是1/4寸，那么 4000*1000的CCD相机(如果存在)也是一项不菲的4更入。

发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉，结构合理，操作筒便，环境要求 低，测量精度高的长度测量方法。
本发明是这样实现的， 一种长度检测的方法，所述方法包括下述步骤 提供一具有图像采集装置的检测系统；
6对才企测系统进行校准；
分别釆集待测产品两端的图像并进行图像处理； 4企测待测产品的长度。
本发明的另一目的在于提供一种长度检测的系统，所述系统包括 图像釆集装置，用于分别采集样品或待测产品两端的图像； 图像处理单元，用于对所述图像采集装置采集到的图像进行图像处理， 得到样品或待测产品图像处理后的数据；
长度4企测单元，用于检测待测产品的长度。 本发明的另一目的在于提供一种图像釆集装置，所述装置包括 分别将样品或待测产品的两端置于视场区域内的两个相机； 位于所述相机下方的用于固定样品或待测产品的治具，以及 分别位于样品或待测产品两端的下方的光源。
本发明以至少两个低相素的相机取代价格昂贵的高^f象素相机，降低了生 产成本，本发明结构合理，操作简便，对环境的要求低，通过对图像参数的 有效处理使测量精度高，可以得到待测产品的准确的长度值，减小了误差， 是检测结果更客观。


图1为本发明一实施例所提供的长度检测的方法的实现流程图2为本发明一实施例所提供的图像采集装置的结构示意图3为本发明一实施例所提供的长度检测的系统的结构组成示意具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图l所示，本发明实施例提供的长度检测的方法的实现流程包括
7在步骤S101中，提供一具有图像采集装置的检测系统。 如图2所示，是本发明实施例釆用的图像釆集装置。该图像采集装置100 包括为得到清晰的样品或待测产品1的两端的图像，而分别将样品或待测产 品的两端置于视场区域内的相机10和相机20，位于相机10和相机20下方的 用于固定样品或待测产品的治具30，以及分别位于样品或待测产品1两端的 下方的光源40。为了控制光源40,该图像采集装置还可以包括光源开关控制 单元(图中未示出)。该光源开关控制单元可以由程序实现，也可以由硬件 电路等实现。
在一实施例中，为了避免治具30的边缘影响样品或待测产品1的长度的 检测效果，该治具30的长度和宽度均小于所述样品或待测产品1的长度和宽 度。
在一实施例中，两个相机可与一位于样品或待测产品上方的横梁50滑动 连接。
在一实施例中，图像采集装置中的相机的数目多于两个。 在步骤S102中，在每次批量测量待测产品前，依次使用三个长度合格且
已知的样品，其长度分别为W^ W2, W3,对4企测系统进行校准，校准的步
骤具体为
把样品放进治具40并固定，调整定位相机20和相机30,使样品的两端 分别位于两个相机的视场区域内；分别调整相机20和相机30的光圏及焦距 及快门速度等参数，使样品边缘分别在相机20和相机30里成像清晰；
分别釆集样品两端的图像并进行图像处理；
对三个样品都执行同样的校准动作后，计算得到相机20和相机30每个 像素分别对应的实际尺寸和样品位于两个相机^L场范围外的长度值。
在步骤S103中，分别釆集待测产品两端的图像并进行图像处理包括 把待测产品1放进治具40并固定，使待测产品1的两端分别位于两个相 机的视场区域内；分别调整相机20和相机30的光圈及焦距及快门速度等参
8数，使待测产品1边缘分别在相机20和相机30里成^象清晰。。
在步骤S102和步骤S103中的图像处理的步骤包括
对相机拍到的图像进行滤波处理，祛除和减轻图像中的干扰噪音对检测 结果的影响。根据图像的灰度分布，选取一个将样品或待测产品与背景分离 出来的阈值并利用该阈值对图像进行二值化处理，将像素灰度值在0至该阈 值范围内的像素灰度值处理成O，非这个区域范围内的像素灰度值处理成1。 从而得到了 一个二值的图像。根据图像上从1到0的跳变位置即样品或待测 产品边缘所在的像素点索引位置，查找并记录该行上与该索引位置连续出现 的O像素点的个数，以便分析计算样品或待测产品在两相机所拍得的图像中 占有的长度。
在步骤S104中，检测待测产品的长度，其步骤包括长度计算和长度比较 判断；其中所述长度计算包括校准时的长度计算和检测待测产品时的长度计 算。
在步骤S102校准时的长度计算为依据三元一次方程组 PL1*X+PR1 *Y+Z=W!
PL2*X+ Pr2 * Y+Z= W2
Pl3*X+Pr3 *Y+Z= W3
的计算求得第一相机和第二相机每个像素分别对应的实际尺寸和样品位 于两个相机视场范围外的长度值；
其中，PL1， PL2, PL3分别为第一相机所拍摄的三个样品的局部的像素个 数值；PR1， Pr2， pr3分别为第二相机所拍摄的三个样品的局部的像素个数值； Wl5 W2， W3分别为三个样品的已知长度；X、 Y分别为第一相机和第二相机 每个像素分别对应的实际尺寸；Z为样品位于两个相机视场范围外的长度常 量。
检测待测产品时的长度计算为根据公式 W=X* Q! + Y* Q2 + Z
9计算待测产品的长度；
其中，W为待测产品的长度值；X、 Y分别为第一相机和第二相机每个像素分别对应的实际尺寸；Z为样品位于两个相机视场范围外的长度常量；Q!，Q2分别为第 一相机和第二相机所拍摄的待测产品的局部的像素个数值；
长度比较判断包括将根据公式计算得到的待测产品1的长度值与预设的标准长度值进行比较，判断所述待测产品1的长度值是否在误差范围内，如果是，则4企测结果为良品，否则，检测结果为次品。
在步骤S105中，报告检测结果。可以直接将检测结果通过显示设备进行显示，如当检测结果为良品时，显示设备显示OK,同时亮绿灯。如果检测结果为次品时，显示设备显示NG,同时亮红灯。也可以采用声音输出设备将上述检测结果报告给操作员，便于操作员将良品和次品进行分类。为了节省人力资源，也可以直接根据检测结果，通过控制程序控制相应的硬件直接将良品和次品进行分类。
图3示出了本发明一实施例所提供的长度检测的系统的结构，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
图像采集装置100,用于分别采集样品或待测产品两端的图像。在对长度的检测系统进行校准时，图像采集装置100采集样品的图像；在对待测产品进行检测时，图像采集装置IOO采集待测产品的图像。
图像处理单元200,用于对图像采集装置采集到的图像进行滤波处理和二值化处理等图像处理，从而得到样品或待测产品图像处理后的数据。
长度4企测单元300，用于检测待测产品的长度，包括长度计算单元310和长度比较判断单元320。长度计算单元310用于根据样品或待测产品图像处理后的数据，计算待测产品的长度值；长度比较判断单元320,用于将长度计算单元310计算得到的待测产品的长度值与预设的标准长度值进行比较，判断待测产品的长度值是否在误差范围内。
检测结果报告单元400，用于报告长度检测单元300的检测结果。当长度
10比较判断单元320判断长度计算单元310得到的长度值是在误差范围内时，检测结果报告单元400报告所述待测产品为良品；当长度比较判断单元320判断所述长度计算单元310得到的长度值不是在误差范围内时，所述检测结果报告单元报告400所述待测产品为次品。检测结果报告单元400可以直接将长度比较判断单元320的检测结果通过显示设备进行显示，如当检测结果为良品时，显示设备显示OK,同时亮绿灯。如果检测结果为次品时，显示设备显示NG,同时亮红灯。也可以采用声音输出设备将上述检测结果报告给操作员，便于操作员将良品和次品进行分类。为了节省人力资源，也可以直接根据检测结果，通过控制程序控制相应的硬件直接将良品和次品进行分类。
本发明以至少两个低相素的相机取代价格昂贵的高像素相机，降低了生产成本，本发明结构合理，操作简便，对环境的要求低，通过对图像参数的有效处理使测量精度高，可以得到待测产品的准确的长度值，减小了误差，是检测结果更客观。
以上所述^f又为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种长度检测的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤提供一具有图像采集装置的检测系统；对检测系统进行校准；分别采集待测产品两端的图像并进行图像处理；检测待测产品的长度。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述图像采集装置具有两个 相机。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述图像采集装置具有多于 两个的相才几。
4、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对检测系统进行校准包 括依次使用三个长度合格且已知的样品对检测系统进行校准，所述校准的步 骤具体为调整定位两个相才几，4吏所述样品的两端分别位于两个相才几的3见场区域内； 分别采集样品两端的图像并进行图像处理；计算得到第 一相机和第二相机每个像素分别对应的实际尺寸和样品位于 两个相机视场范围外的长度值。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述图像处理的步骤包括对 相机拍到的图像进行滤波和二值化处理从而得到样品或待测产品图像处理后 的数据。
6、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检测待测产品的长度的 步骤包括长度计算和长度比较判断；其中所述长度计算包括校准时的长度计 算和检测待测产品时的长度计算。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述校准时的长度计算为依 据三元一次方^E组<formula>formula see original document page 3</formula>的计算求得第一相机和第二相机每个像素分别对应的实际尺寸和样品位于两个相机视场范围外的长度值；其中，Pli, PL2, Pu分别为第一相机所拍摄的三个样品的局部的像素个 数值；PR1, Pr2， pr3分别为第二相机所拍摄的三个样品的局部的像素个数值； W,， W2， W3分别为三个样品的已知长度；X、 Y分别为第一相才几和第二相枳^ 每个像素分别对应的实际尺寸；Z为样品位于两个相机视场范围外的长度常 量。
8、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测待测产品时的长度计算为根据公式<formula>formula see original document page 3</formula>计算待测产品的长度；其中 ，W为待测产品的长度值；X、 Y分别为第一相机和第二相机每个像 素分别对应的实际尺寸；Z为样品位于两个相初j见场范围外的长度常量； Q2分别为第 一相机和第二相机所拍摄的待测产品的局部的像素个数值。
9、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述长度比较判断包括 将根据公式计算得到的待测产品的长度值与预设的标准长度值进行比较，判断所述待测产品的长度值是否在误差范围内，如果是，则检测结果为 良品，否则，；险测结果为次品。
10、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算得到待测产品的长 度值的步骤后，所述长度^r测的方法还包括下述步骤报告检测结果。
11、 一种长度检测的系统，其特征在于，所述系统包括图像采集装置，用于分别采集样品或待测产品两端的图像；图像处理单元，用于对所述图像釆集装置采集到的图像进行图像处理，得到样品或待测产品图像处理后的数据；长度检测单元，用于检测待测产品的长度。
12、 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置包括 分别将样品或待测产品的两端置于视场区域内的两个相机；位于所述相机下方的用于固定样品或待测产品的治具，以及 分别位于样品或待测产品两端的下方的光源。
13、 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述两个相机可与一位于 样品或待测产品上方的横梁滑动连接。
14、 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述相机的数目可以多于 两个。
15、 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述长度检测单元包括 长度计算单元，用于根据样品或待测产品图像处理后的数据，计算所述样品或待测产品的长度值；长度比较判断单元，用于将所述长度计算单元计算得到的待测产品的长 度值与预设的标准长度值进行比较，判断所述待测产品的长度值是否在误差 范围内。
16、 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括 检测结果报告单元，用于报告所述长度检测单元的检测结果。
17、 如权利要求15所述的系统，其特征在于，当所述长度比较判断单元 判断所述长度计算单元得到的长度值是在误差范围内时，所述;^测结果报告 单元报告所述检测结果为良品；当所述长度比较判断单元判断所述长度计算 单元得到的长度值不是在误差范围内时，所述检测结果报告单元报告所述检 测结果为次品。
18、 一种图像采集装置，其特征在于，所述装置包括 分别将样品或4寺测产品的两端置于3见场区域内的两个相才几；位于所述相机下方的用于固定样品或待测产品的治具，以及 分别位于样品或待测产品两端的下方的光源。
19、 如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述两个相机可与一位于 样品或待测产品上方的横梁滑动连接。
20、 如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述相机的数目可以多于 两个。
21、 如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述治具的长度和宽度均 小于所述待测产品的长度和宽度。
全文摘要
本发明适用于检测领域，提供了一种长度检测的方法和系统，所述方法包括下述步骤提供一具有图像采集装置的检测系统；对检测系统进行校准；分别采集待测产品两端的图像并进行图像处理；检测待测产品的长度。本发明以至少两个低相素的相机取代价格昂贵的高像素相机，降低了生产成本，本发明结构合理，操作简便，对环境的要求低，通过对图像参数的有效处理使测量精度高，可以得到待测产品的准确的长度值，减小了误差，使检测结果更客观。
文档编号G01B11/02GK101685002SQ20081021655
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者辉 聂, 陈肖涛 申请人:比亚迪股份有限公司