影像量測機臺動態模擬系統及方法
2023-10-08 23:39:49 2
專利名稱：影像量測機臺動態模擬系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種影像量測機臺動態模擬系統及方法。
技術背景影像量測是目前精密量測領域中最廣泛使用的量測方法，該方法不僅精度高，而且量測 速度快。影像量測主要用於工件(零件或者部件)的尺寸物差和形位誤差的測量，對保證產 品質量起著重要的作用。一般而言，影像量測方法是採用影像量測機臺，如VMS (Vision Measuring System)， 擷取待測工件的影像，然後將獲取的工件影像傳送給主機，通過主機中的圖像處理接口 (如 0penGL)對工件影像做進一步的處理獲取工件的圖形，並繪製出影像量測機臺初始狀態時的 圖形，將工件的圖形和影像量測機臺的圖形同時顯示在顯示設備上。該量測方法對工件的量 測達到了很高的精度。但是現有影像量測方法中，只能在顯示設備上靜態顯示影像量測機臺的圖形，即影像量 測機臺初始狀態時的圖形。當影像量測機臺移動時，這種靜態顯示模式不方便量測人員觀察發明內容鑑於以上內容，有必要提供一種影像量測機臺動態模擬系統，其可在影像量測機臺移動 後，重新繪製影像量測機臺的圖形，實現了影像量測機臺的動態模擬。鑑於以上內容，還有必要提供一種影像量測機臺動態模擬方法，其可在影像量測機臺移 動後，重新繪製影像量測機臺的圖形，實現了影像量測機臺的動態模擬。一種影像量測機臺動態模擬系統，包括主機和影像量測機臺，所述主機包括存儲體，所 述存儲體中存儲有配置文件，所述配置文件用於存儲影像量測機臺的所有頂點坐標和影像量 測機臺頂蓋、機臺鏡頭、機臺工作面和機臺主體需要繪製的圖形，所述主機還包括機臺模 型繪製模塊，用於根據所述機臺頂點坐標和機臺各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形 繪製接口繪製影像量測機臺的圖形；顯示模塊，用於顯示繪製出的影像量測機臺的圖形在顯 示設備上；數據捕獲模塊，用於當所述影像量測機臺移動時，捕獲所述影像量測機臺的移動 量；所述機臺模型繪製模塊還用於根據所述影像量測機臺的移動量重新計算機臺頂點坐標， 並根據影像量測機臺新的頂點坐標重新繪製影像量測機臺的圖形。一種影像量測機臺動態模擬方法，包括主機和影像量測機臺，該方法包括如下步驟讀 取主機存儲體中存儲的配置文件，所述配置文件用於存儲影像量測機臺的所有頂點坐標和影 像量測機臺頂蓋、機臺鏡頭、機臺工作面和機臺主體需要繪製的圖形；讀取所述配置文件中 的機臺頂點坐標，所述機臺頂點坐標包括影像量測機臺頂蓋的頂點坐標、影像量測機臺鏡頭 的頂點坐標、影像量測機臺工作面的頂點坐標和影像量測機臺主體的頂點坐標；根據所述機 臺頂點坐標和機臺各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺的 圖形；顯示繪製出的影像量測機臺的圖形在顯示設備上；當所述影像量測機臺移動時，捕獲 所述影像量測機臺的移動量；根據所述影像量測機臺的移動量重新計算機臺頂點坐標；根據 影像量測機臺新的頂點坐標重新繪製影像量測機臺的圖形。相較於現有技術，所述的影像量測機臺動態模擬系統及方法，其可在影像量測機臺移動 後，重新繪製影像量測機臺的圖形，實現了影像量測機臺的動態模擬，從而使用戶即時觀察 到影像量測機臺的運動狀態，提高了量測效率。
圖l是本發明影像量測機臺動態模擬系統較佳實施例的系統架構圖。 圖2是本發明影像量測機臺動態模擬方法較佳實施例的流程圖。 圖3是本發明影像量測機臺動態模擬系統較佳實施例中影像量測機臺的示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，是本發明影像量測機臺動態模擬系統較佳實施例的系統架構圖。該系統主 要包括顯示設備l、主機2、影像量測機臺3和輸入設備4。所述主機2包括存儲體20和機臺動 態模擬程序21，所述存儲體20可以是主機2中的硬碟等，存儲有配置文件22。所述配置文件 22為DAT文件，存儲有用戶手動輸入的影像量測機臺3的所有頂點坐標和影像量測機臺3各個 組成部分需要繪製的圖形。如圖3所示，所述影像量測機臺3的組成部分包括機臺頂蓋31、機 臺鏡頭32、機臺工作面33和機臺主體34。所述需要繪製的圖形包括紋理、點、線、面、圓、 橢圓、B樣條曲線、B樣條曲面和旋轉面等。例如，機臺頂蓋31需要繪製的圖形包括線、面、 圓、橢圓、B樣條曲線、B樣條曲面和旋轉面。所述影像量測機臺3與所述主機2相連，用於攝取工件的影像，並將工件影像傳送給主機 2 。所述機臺動態模擬程序2l用於根據配置文件22中存儲的頂點坐標自動繪製出影像量測機 臺3初始狀態時的圖形，並在影像量測機臺3移動後，重新繪製影像量測機臺3的圖形。所述主機2連接有顯示設備1 ，用於顯示影像量測機臺3傳送給主機2的工件影像和機臺動 態模擬程序21自動繪製的影像量測機臺3的圖形等。所述輸入設備4可以是鍵盤和滑鼠等，用於進行數據輸入等。所述機臺動態模擬程序21包括機臺模型繪製模塊210、數據捕獲模塊211、接口模塊212 和顯示模塊213。本發明所稱的模塊是完成一特定功能的電腦程式段，比程序更適合於描 述軟體在計算機中的執行過程，因此在本發明以下對軟體描述都以模塊描述。首先，機臺動態模擬程序21從存儲體20讀取配置文件22中的機臺頂點坐標，所述機臺頂 點坐標包括影像量測機臺3頂蓋的頂點坐標、影像量測機臺3鏡頭的頂點坐標、影像量測機臺 3工作面的頂點坐標、影像量測機臺3主體的頂點坐標等。所述機臺模型繪製模塊210用於根據所述機臺頂點坐標和機臺各組成部分需要繪製的圖 形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺3的圖形。具體而言，所述機臺模型繪製模塊 210根據所述影像量測機臺3頂蓋的頂點坐標和頂蓋需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口 繪製影像量測機臺3的頂蓋。所述機臺模型繪製模塊210根據所述影像量測機臺3鏡頭的頂點 坐標和鏡頭需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺3的鏡頭。所述機臺 模型繪製模塊210根據所述影像量測機臺3工作面的頂點坐標和工作面需要繪製的圖形，利用 所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺3的工作面。所述機臺模型繪製模塊210根據所述影像量 測機臺3主體的頂點坐標和主體需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺 3的主體。所述數據捕獲模塊211用於當用戶搖動影像量測機臺3的手柄時，捕獲影像量測機臺3的 移動量。然後，所述機臺模型繪製模塊210根據所述影像量測機臺3的移動量重新計算機臺頂 點坐標，並根據影像量測機臺3新的頂點坐標重新繪製影像量測機臺3的圖形。舉例而言，在 圖3所示的影像量測機臺3中，可移動部分包括機臺頂蓋31、機臺鏡頭32和機臺工作面33，而 機臺主體34—般固定不動。其中，機臺頂蓋31可以沿X軸方向移動，機臺鏡頭32可以沿X軸和 Z軸移動，機臺工作面33可以沿Y軸方向移動。機臺鏡頭32安裝於機臺頂蓋31上，當機臺頂蓋 31沿X軸方向移動時，機臺鏡頭32也將跟著沿X軸方向移動。假設機臺鏡頭32當前的頂點坐標 為(10， 12， 14) 、 (18， 12， 14) 、 (10， 14， 14) 、 (18， 14， 14)…，當用戶搖動影 像量測機臺3的手柄控制機臺鏡頭32沿Z軸正方向移動1毫米(mm)後，所述數據捕獲模塊 211捕獲影像量測機臺3的移動量，即機臺鏡頭32沿Z軸正方向的移動量1毫米，影像量測機臺 3未移動部分的移動量以零計算。因此，機臺鏡頭32移動後，機臺模型繪製模塊210將機臺鏡 頭32所有頂點坐標的Z軸值加1，機臺頂蓋31、機臺工作面33和機臺主體34的頂點坐標不變， 機臺鏡頭32新的頂點坐標為(10， 12， 15) 、 (18， 12， 15) 、 (10， 14， 15) 、 (18， 14 ，15)…所述顯示模塊213用於顯示繪製出的影像量測機臺3的圖形在顯示設備1上。 所述接口模塊212用於提供各種圖形繪製接口給所述機臺模型繪製模塊210，以完成影像量測機臺3的圖形繪製。所述圖形繪製接口是指圖像處理軟體(如OpenGL)提供的各種繪製圖形的函數。具體而言，所述接口模塊212包括紋理接口、點接口、線接口、面接口、圓接口、橢圓 接口、 B樣條曲線接口、 B樣條曲面接口和旋轉面接口。其中，所述紋理接口用於載入紋理， 所述點接口用於繪製點圖形，所述線接口用於繪製線圖形，所述面接口用於繪製面圖形，所 述圓接口用於繪製圓圖形，所述橢圓接口用於繪製橢圓圖形，所述B樣條曲線接口用於繪製 B樣條曲線，所述B樣條曲面接口用於繪製B樣條曲面，所述旋轉面接口用於繪製旋轉面圖形如圖2所示，是本發明影像量測機臺動態模擬方法較佳實施例的流程圖。首先，步驟 S401 ，機臺動態模擬程序21從存儲體20讀取配置文件22中的機臺頂點坐標，所述機臺頂點坐 標包括影像量測機臺3頂蓋的頂點坐標、影像量測機臺3鏡頭的頂點坐標、影像量測機臺3工 作面的頂點坐標、影像量測機臺3主體的頂點坐標等。步驟S402，所述機臺模型繪製模塊210根據所述機臺頂點坐標和機臺各組成部分需要繪 制的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺3的圖形。具體而言，所述機臺模型繪 制模塊210根據所述影像量測機臺3頂蓋的頂點坐標和頂蓋需要繪製的圖形，利用所述圖形繪 制接口繪製影像量測機臺3的頂蓋。所述機臺模型繪製模塊210根據所述影像量測機臺3鏡頭 的頂點坐標和鏡頭需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺3的鏡頭。所 述機臺模型繪製模塊210根據所述影像量測機臺3工作面的頂點坐標和工作面需要繪製的圖形 ，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺3的工作面。所述機臺模型繪製模塊210根據所述 影像量測機臺3主體的頂點坐標和主體需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量 測機臺3的主體。步驟S403，所述顯示模塊213顯示繪製出的影像量測機臺3的圖形在顯示設備1上。 步驟S404，當用戶搖動影像量測機臺3的手柄時，所述數據捕獲模塊211捕獲影像量測機 臺3的移動量。步驟S405，所述機臺模型繪製模塊210根據所述影像量測機臺3的移動量重新計算機臺頂 點坐標。步驟S406，所述機臺模型繪製模塊210根據影像量測機臺3新的頂點坐標重新繪製影像量 測機臺3的圖形。最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實 施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案 進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。例如，將此方法應用於在清 晰的邊界線上尋找邊界點。
權利要求
權利要求1一種影像量測機臺動態模擬系統，包括主機和影像量測機臺，所述主機包括存儲體，其特徵在於，所述存儲體中存儲有配置文件，所述配置文件用於存儲影像量測機臺的所有頂點坐標和影像量測機臺頂蓋、機臺鏡頭、機臺工作面和機臺主體需要繪製的圖形，所述主機還包括機臺模型繪製模塊，用於根據所述機臺頂點坐標和機臺各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺的圖形；顯示模塊，用於顯示繪製出的影像量測機臺的圖形在顯示設備上；數據捕獲模塊，用於當所述影像量測機臺移動時，捕獲所述影像量測機臺的移動量；所述機臺模型繪製模塊還用於根據所述影像量測機臺的移動量重新計算機臺頂點坐標，並根據影像量測機臺新的頂點坐標重新繪製影像量測機臺的圖形。
2. 如權利要求l所述的影像量測機臺動態模擬系統，其特徵在於，所 述機臺模型繪製模塊利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺的圖形包括根據所述影像量測機臺頂蓋的頂點坐標和頂蓋需要繪製的圖形，利用圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的頂蓋；根據所述影像量測機臺鏡頭的頂點坐標和鏡頭需要繪製的圖形，利用圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的鏡頭；根據所述影像量測機臺工作面的頂點坐標和工作面需要繪製的圖形，利用圖形繪製接 口繪製影像量測機臺的工作面；及根據所述影像量測機臺主體的頂點坐標和主體需要繪製的圖形，利用圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的主體。
3. 如權利要求l所述的影像量測機臺動態模擬系統，其特徵在於，所 述圖形繪製接口是指圖像處理軟體提供的各種繪製圖形的函數。
4. 如權利要求l所述的影像量測機臺動態模擬系統，其特徵在於，所 述圖形繪製接口包括載入紋理的紋理接口，繪製點圖形的點接口，繪製線圖形的線接口，繪製面圖形的面接口、繪製圓圖形的圓接口、繪製橢圓圖形的橢圓接口、繪製B樣條曲線的B樣 條曲線接口，繪製B樣條曲面的B樣條曲面接口，繪製旋轉面圖形的旋轉面接口。
5. 一種影像量測機臺動態模擬方法，包括主機和影像量測機臺，其 特徵在於，該方法包括如下步驟讀取主機存儲體中存儲的配置文件，所述配置文件用於存儲影像量測機臺的所有頂點 坐標和影像量測機臺頂蓋、機臺鏡頭、機臺工作面和機臺主體需要繪製的圖形；讀取所述配置文件中的機臺頂點坐標，所述機臺頂點坐標包括影像量測機臺頂蓋的頂 點坐標、影像量測機臺鏡頭的頂點坐標、影像量測機臺工作面的頂點坐標和影像量測機臺主 體的頂點坐標；根據所述機臺頂點坐標和機臺各組成部分需要繪製的圖形，利用所述圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的圖形；顯示繪製出的影像量測機臺的圖形在顯示設備上；當所述影像量測機臺移動時，捕獲所述影像量測機臺的移動量；根據所述影像量測機臺的移動量重新計算機臺頂點坐標；及根據影像量測機臺新的頂點坐標重新繪製影像量測機臺的圖形。
6.如權利要求5所述的影像量測機臺動態模擬方法，其特徵在於，所 述步驟利用所述圖形繪製接口繪製影像量測機臺的圖形包括根據所述影像量測機臺頂蓋的頂點坐標和頂蓋需要繪製的圖形，利用圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的頂蓋；根據所述影像量測機臺鏡頭的頂點坐標和鏡頭需要繪製的圖形，利用圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的鏡頭；根據所 述影像量測機臺工作面的頂點坐標和工作面需要繪製的圖形，利用圖形繪製接 口繪製影像量測機臺的工作面；及根據所述影像量測機臺主體的頂點坐標和主體需要繪製的圖形，利用圖形繪製接口繪 制影像量測機臺的主體。
7.如權利要求5所述的影像量測機臺動態模擬方法，其特徵在於，所 述圖形繪製接口是指圖像處理軟體提供的各種繪製圖形的函數。
8.如權利要求5所述的影像量測機臺動態模擬方法，其特徵在於，所 述圖形繪製接口包括載入紋理的紋理接口，繪製點圖形的點接口，繪製線圖形的線接口，繪 制面圖形的面接口、繪製圓圖形的圓接口、繪製橢圓圖形的橢圓接口、繪製B樣條曲線的B樣利要求書第3/3頁條曲線接口，繪製B樣條曲面的B樣條曲面接口，繪製旋轉面圖形的旋轉面接口。
全文摘要
一種影像量測機臺動態模擬系統及方法，該方法包括如下步驟讀取主機存儲體中存儲的配置文件，所述配置文件用於存儲影像量測機臺的所有頂點坐標和影像量測機臺頂蓋、機臺鏡頭、機臺工作面和機臺主體需要繪製的圖形；讀取所述配置文件中的機臺頂點坐標；根據所述配置文件繪製影像量測機臺的圖形；顯示繪製出的影像量測機臺的圖形在顯示設備上；當影像量測機臺移動時，捕獲影像量測機臺的移動量；根據影像量測機臺的移動量計算機臺新的頂點坐標；根據機臺新的頂點坐標重新繪製影像量測機臺的圖形。利用本發明可以在影像量測機臺移動後，重新繪製影像量測機臺的圖形。
文檔編號G01B11/24GK101545757SQ20081030069
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月25日 優先權日2008年3月25日
發明者張旨光, 洪毅容, 袁忠奎 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司