专利名称：量测路径优化系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种工件量测系统及方法，尤其是涉及一种在对工件量测过程中的量测路径优化系统及方法。
背景技术：
当前，对工件的量测大都是利用量测机台完成的。通常，量测机台在对工件进行量测时需要移动才能实现对工件上所创建的所有量测元素，如点、线、面、圆等的量测。以往，量测机台在对工件上的量测元素进行量测时，其量测的顺序是按照量测元素的创建顺序进行的，因此，使得量测机台移动的量测路径如图1所示的杂乱无章。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种量测路径优化系统，能够优化量测机台对量测元素的量测路径，使量测机台移动的量测路径达到最优、最短。此外，还有必要提供一种量测路径优化方法，能够优化量测机台对量测元素的量测路径，使量测机台移动的量测路径达到最优、最短。一种量测路径优化系统，与一台量测机台通讯连接。所述量测机台包括一个工件。 该工件上创建有量测元素。该系统包括数据接收�？椋糜诖恿坎饣ń邮账龉ぜ狭坎庠氐氖俊⑽恢米昙疤卣髦担蛔钚“Ш屑扑隳？椋糜诟萆鲜龈髁坎庠氐奈恢米辏扑愠霭Ц盟辛坎庠氐淖钚“Ш蠦ox;影像范围确定�？椋糜谕ü袢×坎饣ǖ腃CD镜头的倍率，确定该CCD镜头每一次能够捕获的影像范围的长L和宽W ；切分�？椋糜诶蒙鲜龅某和宽W，对最小包围盒Box等距切分，将最小包围盒Box划分为M 行N列个元素包围盒，并对该M行N列个元素包围盒编号；最小包围区域计算�？椋糜诟菝扛隽坎庠氐奈恢米辏扑忝扛隽坎庠氐淖钚“騍 ；判断�？椋糜谂卸厦恳桓隽坎庠氐淖钚“騍是否落在一个单个的元素包围盒内，当某个量测元素的最小包围区域S落在一个单个的元素包围盒内时，将该元素包围盒的编号放入第一数组中， 及当某个量测元素的最小包围区域落在多个元素包围盒内时，将该多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组中；及路径生成�？椋糜诙陨鲜龅谝皇榧暗诙橹兴ǖ脑匕Ш械谋嗪沤信判�、合并，生成影像量测机台量测上述量测元素时移动的量测路径。—种量测路径优化方法，包括从一台量测机台接收该量测机台需要量测的工件上的量测元素的数目、位置坐标及特征值；根据上述各量测元素的位置坐标，计算出包围该所有量测元素的最小包围盒Box ；通过获取量测机台的CCD镜头的倍率，确定该CCD镜头每一次能够捕获的影像范围的长L和宽W ；利用上述的长L和宽W，对最小包围盒Box等距切分，将最小包围盒Box划分为M行N列个元素包围盒，并对该M行N列个元素包围盒编号； 根据每个量测元素的位置坐标，计算每个量测元素的最小包围区域S ；判断每一个量测元素的最小包围区域S是否落在一个单个的元素包围盒内；当某个量测元素的最小包围区域S落在一个单个的元素包围盒内时，将该元素包围盒的编号放入第一数组中；当某个量测元素的最小包围区域落在多个元素包围盒内时，将该多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组中；及对上述第一数组及第二数组中所包括的元素包围盒的编号进行排序、合并， 生成影像量测机台量测上述量测元素时移动的量测路径。相较现有技术，所述的量测路径优化系统及方法利用计算机辅助设计技术对量测机台的量测路径进行优化，可以使量测路径达到最短，减少量测机台不必要的使用及磨损， 延长量测机台的使用寿命。
图1是没有进行量测路径优化之前量测机台移动的量测路径。图2是本发明量测路径优化系统较佳实施方式的硬件架构图。图3是图2中量测路径优化系统的功能�？橥�。图4举例演示了十二个量测元素的最小包围盒。图5是利用本发明量测路径优化系统及方法得到的图4所示十二个量测元素的量测路径。图6是本发明量测路径优化方法较佳实施方式的具体实施流程图。图7是利用本发明量测路径优化系统及方法对图1所示量测路径进行优化的结^ ο主要元件符号说明量测机台1数据采集与传送�？�10CCD 镜头11平台12工件2数据处理设备3量测路径优化系统30数据接收�？�300最小包围盒计算�？�301影像范围确定模块302切分�？�303最小包围区域计算�？�304判断�？�305路径生成�？�306存储�？�307存储设备31中央处理器3具体实施例方式参阅图2所示，是本发明量测路径优化系统30较佳实施例的硬件架构图。本发明所述的量测路径优化系统30安装在一台数据处理设备3中。该数据处理设备3与一台量测机台1通讯连接。所述量测机台1包括数据采集与传送�？�10、(XD(Charge-coupled Device,电荷耦合元件)镜头11、及平台12。平台12上放置有一个工件2。工件2上创建有量测元素，如点、线、面、圆等。所述量测路径优化系统30包括多个功能�？�(见图3所示)，用于在量测机台1对工件2上的量测元素进行量测时进行量测路径的优化处理，以使量测路径达到最优、最短。所述数据处理设备3可以是计算机、服务器等，其包括存储设备31及中央处理器 (central processing unit) 32。所述存储设备31用于在上述量测路径优化系统30进行量测路径优化处理时，存储相关数据。所述中央处理器32用于执行量测路径优化系统30 中的各功能模块。参阅图3所示，是量测路径优化系统30的功能�？橥�。该量测路径优化系统30 包括数据接收�？�300、最小包围盒计算�？�301、影像范围确定�？�302、切分�？�303、最小包围区域计算�？�304、判断模块305、路径生成�？�306及存储�？�307。所述数据接收�？�300用于从量测机台1的数据采集与传送模块10处接收在工件2上所创建的量测元素的数目、位置坐标及特征值。如上所述，量测元素包括点、线、面、 圆等。所述量测元素的位置坐标是指创建该量测元素时所用到的点的坐标。例如当量测元素为线时，该量测元素的位置坐标为创建该线时所用到的两个点的坐标；当量测元素为圆时，该量测元素的位置坐标为创建该圆时所用到的三个点的坐标。所述最小包围盒计算�？�301用于根据上述各量测元素的位置坐标，计算出包围该所有量测元素的最小包围盒Box。该最小包围盒计算�？�301从所有量测元素的位置坐标中找出最大的X轴坐标Xmax、最小的X轴坐标Xmin、最大的Y轴坐标Ymax及最小的Y轴坐标 Ymin，利用坐标(Xmax, Ymax)，(Xmax, Ymin)，(Xmin, Ymax)，及(Xmin，Ymin)所确定的四个点得到最小包围盒Box。所述影像范围确定�？�302用于通过获取量测机台1的C⑶镜头11的倍率，确定该CCD镜头11每一次能够捕获的影像范围的长L和宽W。该影像范围确定�？�302根据 CCD镜头11的倍率与每一次能够捕获的影像范围之间的对应关系，确定该影像范围的长L 和宽W。所述切分�？�303用于利用上述的长L和宽W，对最小包围盒Box等距切分，将最小包围盒Box划分为M行N列个元素包围盒。其中M= (Xmax-Xmin)/L, N = (Ymax-Ymin)/W ；或者M= (Xmax-Xmin) /W, N = (Ymax-Ymin)/L。若M、N为小数，则M、N取整数部分加1。此外，该切分�？�303还用于对该M行N 列个元素包围盒编号。所述最小包围区域计算�？�304用于根据每个量测元素的位置坐标，计算每个量测元素的最小包围区域S。其中所述量测元素的最小包围区域S的计算方法与上述最小包围盒Box的计算方法相同。所述判断�？�305用于判断每一个量测元素的最小包围区域S是否落在一个单个的元素包围盒内。参阅图4所示的十二个量测元素的最小包围盒Box，该最小包围盒Box 被划分为4行7列观个元素包围盒。在这十二个量测元素中，量测元素一、三、七、九及十
6为圆，量测元素二、四、五、六、八、十一及十二为线。量测元素一、二、四、五、六、七、九、十及十一的最小包围区域均落在单个的元素包围盒内，而量测元素三的最小包围区域落在了 12、13、16、17四个元素包围盒内，量测元素八的最小包围区域落在了 20、23两个元素包围盒内，及量测元素十二的最小包围区域落在了 13、14、15三个元素包围盒内。进一步地，上述判断�？�305还用于当某个量测元素的最小包围区域S落在一个单个的元素包围盒内时，将该元素包围盒的编号放入第一数组中，及当某个量测元素的最小包围区域S落在多个元素包围盒内时，将该多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组中。根据图4所示的例子，第一数组中包括编号{2，6，8，10，17，25，27，28}及第二数组中包括编号{(12、13、 16,17)、(20,23)、(13、14、15)}。所述路径生成�？�306用于对上述第一数组及第二数组中所包括的元素包围盒的编号进行排序、合并，生成影像量测机台1移动的量测路径。详细地，该路径生成模块306 将第一数组及第二数组中所包括的编号按照大小依次排序。当某个编号来自于第二数组时，用该编号所在的整体取代该编号，从而生成一个量测路径。例如，若第一数组为12，6，8， 10，17，25，27，28}，及第二数组为{(12、13、16、17)、(20,23)、(13、14、15)}，该路径生成模块 306对第一数组及第二数组中的编号从小到大依次排序2、6、8、10。当排到编号12时，由于该编号12位于第二数组，因此，利用编号12所在的整体(12、13、16、17)取代编号12。接着，编号13也是位于第二数组，因此将(13、14、15)取代编号13。如此直至完成编号排序， 从而得到量测路径为{2、6、8、10、(12、13、16、17)、(13、14、15)、Q0、23)、25、27J8}，参见图 5所示的虚线部分。所述存储�？�307用于将上述的量测路径存储于存储设备31中。参阅图6所示，是本发明量测路径优化方法较佳实施方式的具体实施流程图。步骤S10，数据接收�？�300从量测机台1的数据采集与传送�？�10处接收在工件2上所创建的量测元素的数目、位置坐标及特征值。所述量测元素包括点、线、面、圆等。 所述量测元素的位置坐标是指创建该量测元素时所用到的点的坐标。例如当量测元素为线时，该量测元素的位置坐标为创建该线时所用到的两个点的坐标；当量测元素为圆时，该量测元素的位置坐标为创建该圆时所用到的三个点的坐标。步骤S11，最小包围盒计算�？�301根据上述各量测元素的位置坐标，计算出包围该所有量测元素的最小包围盒Box。步骤S12，影像范围确定�？�302通过获取量测机台1的CXD镜头11的倍率，确定该CCD镜头11每一次能够捕获的影像范围的长L和宽W。步骤S13，切分模块303利用上述的长L和宽W，对最小包围盒Box等距切分，将最小包围盒Box划分为M行N列个元素包围盒。步骤S14，切分�？�303对该M行N列个元素包围盒编号。步骤S15，最小包围区域计算�？�304根据每个量测元素的位置坐标，计算每个量测元素的最小包围区域S。步骤S16，判断�？�305判断每一个量测元素的最小包围区域S是否落在一个单个的元素包围盒内。若某一个量测元素的最小包围区域S落在一个单个的元素包围盒内，则流程进入步骤S17。否则，若某一个量测元素的最小包围区域S不只落在一个元素包围盒内，而是落在多个元素包围盒内，则流程进入步骤S18。
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在步骤S17中，判断�？�305将该最小包围区域S所在的单个元素包围盒的编号放入第一数组中。在步骤S18中，判断�？�305将该最小包围区域S所在的多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组中。步骤S19，路径生成�？�306对上述第一数组及第二数组中所包括的元素包围盒的编号进行排序、合并，生成影像量测机台1移动的量测路径。步骤S20，存储模块307将上述的量测路径存储于存储设备31中。上述量测路径优化系统及方法利用计算机辅助设计技术对量测机台的量测路径进行优化，使得量测路径从图1所示的杂乱无章达到图7所示的最优、最短，减少量测机台不必要的使用及磨损，延长量测机台的使用寿命。
权利要求
1.一种量测路径优化系统，运行于数据处理设备，该数据处理设备与一台量测机台通讯连接，所述量测机台用于量测工件，该工件上创建有量测元素，其特征在于，该系统包括数据接收�？椋糜诖恿坎饣ń邮账龉ぜ狭坎庠氐氖�、位置坐标及特征值；最小包围盒计算�？椋糜诟萆鲜龈髁坎庠氐奈恢米辏扑愠霭Ц盟辛坎庠氐淖钚“Ш蠦ox;影像范围确定�？椋糜谕ü袢×坎饣ǖ腃CD镜头的倍率，确定该CCD镜头每一次能够捕获的影像范围的长L和宽W ；切分�？椋糜诶蒙鲜龅某和宽W，对最小包围盒Box等距切分，将最小包围盒Box 划分为M行N列个元素包围盒，并对该M行N列个元素包围盒编号；最小包围区域计算�？椋糜诟菝扛隽坎庠氐奈恢米辏扑忝扛隽坎庠氐淖钚“騍;判断�？椋糜谂卸厦恳桓隽坎庠氐淖钚“騍是否落在一个单个的元素包围盒内，当某个量测元素的最小包围区域S落在一个单个的元素包围盒内时，将该元素包围盒的编号放入第一数组中，及当某个量测元素的最小包围区域落在多个元素包围盒内时， 将该多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组中；及路径生成�？椋糜诙陨鲜龅谝皇榧暗诙橹兴ǖ脑匕Ш械谋嗪沤信判�、合并，生成影像量测机台量测上述量测元素时移动的量测路径。
2.如权利要求1所述的量测路径优化系统，其特征在于，所述量测元素包括点、线、面、 及圆。
3.如权利要求2所述的量测路径优化系统，其特征在于，所述量测元素的特征值是指代表该量测元素是点、线、面、还是圆的值。
4.如权利要求1所述的量测路径优化系统，其特征在于，该系统还包括 存储模块，用于将上述的量测路径存储于一个存储设备。
5.一种量测路径优化方法，其特征在于，该方法包括从一台量测机台接收该量测机台需要量测的工件上的量测元素的数目、位置坐标及特征值；根据上述各量测元素的位置坐标，计算出包围该所有量测元素的最小包围盒Box ； 通过获取量测机台的CCD镜头的倍率，确定该CCD镜头每一次能够捕获的影像范围的长L和宽W;利用上述的长L和宽W，对最小包围盒Box等距切分，将最小包围盒Box划分为M行N 列个元素包围盒，并对该M行N列个元素包围盒编号；根据每个量测元素的位置坐标，计算每个量测元素的最小包围区域S ； 判断每一个量测元素的最小包围区域S是否落在一个单个的元素包围盒内； 当某个量测元素的最小包围区域S落在一个单个的元素包围盒内时，将该元素包围盒的编号放入第一数组中；当某个量测元素的最小包围区域落在多个元素包围盒内时，将该多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组中；及对上述第一数组及第二数组中所包括的元素包围盒的编号进行排序、合并，生成影像量测机台量测上述量测元素时移动的量测路径。
6.如权利要求5所述的量测路径优化方法，其特征在于，所述量测元素包括点、线、面、圆。
7.如权利要求6所述的量测路径优化方法，其特征在于，所述量测元素的特征值是指代表该量测元素是点、线、面、还是圆的值。
8.如权利要求5所述的量测路径优化方法，其特征在于，该方法还包括 将所述的量测路径存储于一个存储设备。
全文摘要
一种量测路径优化方法，包括计算包围所有量测元素的最小包围盒；确定CCD镜头每一次能够捕获的影像范围的长和宽；将最小包围盒等距划分为多个元素包围盒；计算每个量测元素的最小包围区域；若某个量测元素的最小包围区域落在单个的元素包围盒内，将该元素包围盒的编号放入第一数组；若某个量测元素的最小包围区域落在多个元素包围盒内，将该多个元素包围盒的编号作为整体放入第二数组；对上述第一数组及第二数组中所包括的元素包围盒的编号进行排序、合并，生成影像量测机台量测上述量测元素时移动的量测路径。本发明还提供一种量测路径优化系统。本发明能够优化量测机台对量测元素的量测路径，使量测机台移动的量测路径达到最优、最短。
文档编号G01B11/00GK102467597SQ20101054561
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者吴新元, 张旨光, 杨根 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
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