一种曲面透光件多层同步测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110702002A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201910600767.0(22)申请日2019.07.04(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人张效栋房长帅(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)G01B11/06(2006.01)G01B11/24(2006.01)G06T7/00(2017.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种曲面透光件多层同步测量方法(57)摘要本发明涉及一种曲面透光件多层同步测量方法，包括下列步骤：将待测曲面透光件固定在水平位移台上，采集图像；对图像使用闭运算，填平上轮廓中的小孔；对图像使用开运算，去除图像上的毛刺；每张图像都会呈现出曲面透光件的上下两条轮廓，提取其上下两条轮廓在图像中的对应像素位置；将提取的像素坐标带入到标定关系式；对多张图像处理，即得到整个待测件的三维信息。CN110702002ACN110702002A权利要求书1/1页1.一种曲面透光件多层同步测量方法，包括下列步骤：(1)将待测曲面透光件固定在水平位移台上，控制电机带动位移台运动，设置相机为软触发模式，使得位移台每次步进完成后，发送软触发信号给相机，使其采集图像；(2)对图像使用闭运算，填平上轮廓中的小孔；对图像使用开运算，去除图像上的毛刺；(3)每张图像都会呈现出曲面透光件的上下两条轮廓，提取其上下两条轮廓在图像中的对应像素位置，方法如下：第1步：像素横坐标用u表示，纵坐标用v表示，像素灰度用I(u,v)表示，按照u由小到大的顺序遍历，记录第一次I(u,v)大于固定阈值的u，记为u1，然后继续遍历，记录小于固定阈值得u，记为u2；继续遍历，记录第二次I(u,v)大于固定阈值的u，记为u3；继续遍历，记录第二次I(u,v)小于固定阈值的u，记为u4；第2步：针对每幅图像逐列利用加权重心法求得每一列像素的灰度重心位置，上下两条轮廓重心位置用Gup(u,v)和Gdown(u,v)表示；第3步：噪声去除，对提取的轮廓线进行三次多项式拟合，设拟合后(u,v)位置的灰度为Ii(u,v)，计算误差Ferr(u,v)＝|Ii(u,v)-I(u,v)|，如果Ferr(u,v)大于5，即偏差在五个像素以外，就剔除掉这个数据点；(4)将提取的像素坐标带入到标定关系式x＝f(u,v)、z＝g(u,v)，计算实际坐标(x,z)，标定关系式的获得步骤如下：第1步：将锯齿件平放在激光光条下，控制位移台使得锯齿件中的第一个齿，设为特征齿，在激光光平面内按照栅格轨迹进行运动，设置相机为软触发，位移台每步进一次触发相机采集一张图像；第2步：对采集的每张图像，腐蚀出特征齿的两边像素值；对腐蚀的像素进行拟合，求齿顶点，设坐标为(ui,vi)；第3步：设位移台沿激光光条方向步进量为EX，垂直激光光条方向的步进量为EZ，设起始位置为坐标原点(0,0)，那么特征齿的坐标为(i*EX,j*EZ)，其中i表示激光光条方向步进次数，j表示垂直激光光条方向的步进次数，利用最小二乘法分别建立[i*EX]与(ui，vi)的关系x＝f(u,v)和[i*EZ]与(ui，vi)的关系z＝g(u,v)；(5)对多张图像按照(2)-(4)处理，即得到整个待测件的三维信息。2CN110702002A说明书1/3页一种曲面透光件多层同步测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于激光扫描的曲面透光屏双层同步测量技术背景技术[0002]曲面透光屏在生活中的例子很多，如手机屏幕、光学玻璃等。以手机屏幕为例，随着其应用需求的不断增加和加工工艺的不断提高，手机屏幕不再只是以往平板玻璃的样子，而是向双曲面、四曲面甚至是八曲面发展。在手机曲面屏的加工制造过程中，难免会出现某些功能孔的定位不准或者手机屏幕存在厚度不均的情况，因此，在对其进行自动化装配之前，往往需要首先对关键结构和屏幕厚度进行检测，以避免对手机整机的装配和其他性能造成很大的影响，最终降低用户的使用体验。[0003]目前对于透光屏的厚度测量常见的有电容传感器测量厚度法、荧光浸液法、及复色共焦法以及接触式测量。但是这几种方法具有以下明显不足：[0004](1)从功能实现与否的角度考虑，电容传感法和荧光浸液法固然能检测玻璃厚度，但对于曲面结构确因其本身测量原理所限不能完成测量任务。[0005](2)从工作效率的角度考虑，复色共焦法是以点扫描的方式进行测量，对于被测面较大的透件，测量耗时较长、另外对于曲面测量还需要耦合回转轴，旋转被测手机屏幕才能实现对曲面的扫描，这样会促使工作效率进一步下降；同样对