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申请/专利权人：厦门市计量检定测试院

摘要：本发明提供了一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，包括转盘和至少两个的标准器；CCD在线式尺寸测量系统包括CCD摄像机和与CCD摄像机电连接的控制单元，转盘绕自身的中心轴线可转动设置；CCD摄像机的镜头朝向转盘一侧的表面；至少两个的标准器分别设于转盘朝向CCD摄像机的一侧，至少两个的标准器绕转盘的中心轴线间隔设置，至少两个的标准器远离转盘的一侧的端面分别平齐设置，至少两个的标准器远离转盘的一侧分别设有至少一个的标准尺寸，至少两个的标准器随转盘的转动依次通过CCD摄像机的拍摄范围。上述CCD在线式尺寸测量系统的校准组件可使得校准更加的方便。

主权项：1.一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，所述CCD在线式尺寸测量系统包括CCD摄像机和与CCD摄像机电连接的控制单元，其特征在于，包括转盘和至少两个的标准器；所述转盘绕自身的中心轴线可转动设置；所述CCD摄像机的镜头朝向转盘一侧的表面；至少两个的所述标准器分别设于转盘朝向CCD摄像机的一侧，至少两个的所述标准器绕转盘的中心轴线间隔设置，至少两个的所述标准器远离转盘的一侧的端面分别平齐设置，至少两个的标准器远离转盘的一侧分别设有至少一个的标准尺寸，至少两个的标准器随转盘的转动依次通过CCD摄像机的拍摄范围；还包括驱动电机，所述驱动电机与控制单元电连接，所述驱动电机的动力输出轴与转盘的中心相连并与转盘的中心轴线同轴设置；还包括磁环和至少两组的霍尔传感组件；所述磁环套设于驱动电机的动力输出轴上，至少一组的霍尔传感组件分别一一对应设于至少一个的标准器上，所述霍尔传感组件包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和第三霍尔传感器；所述第一霍尔传感器设于对应的定位销上且与定位销同轴设置；所述第二霍尔传感器和第三霍尔传感器沿转盘的周向依次设置且分别设于标准器的两侧。

全文数据：CCD在线式尺寸测量系统的校准组件及其复位方法技术领域本发明涉及图像校准技术领域，特别涉及一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件及其复位方法。背景技术在加工制造领域，零部件产品需要对其进行批量的尺寸测量，以验证产品是否满足加工要求。尺寸测量需要测量工具来完成，测量工具总体可分类为接触式测量仪器和非接触式测量仪器。CCD在线式图像尺寸测量系统属于非接触式图像尺寸测量仪器的一种，广泛应用于规模化生产型企业流水线上中间产品半成品和零部件的尺寸在线测量，在CCD在线式尺寸测量系统投入生产之前，需要对CCD在线式尺寸测量系统进行校准。目前的CCD在线式尺寸测量系统的校准存在以下问题：用于校准的标准件与CCD摄像头的距离不一，导致每一个标准件都需要重新调焦：一个校准项目需要多个标准件时，需要多次在CCD摄像头的拍摄范围内取放标准件；同一项目校准时，若不同尺寸标准器的摆放方向杂乱无章，或者无法达到预期摆放位置的结果，严重影响校准结果的可靠性和一致性，而在校准过程中难免出现标准器位置方向发生明显角度偏移的情况，这也会导致校准的一致性和可靠性下降；另外，在线校准需暂停生产线的工作，需要高效精准、自动化的校准装置。发明内容本发明所要解决的技术问题是：提供一种校准方便的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件；在此基础上，还提供了一种提高了CCD在线式尺寸测量系统的校准组件可靠性的复位方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，包括转盘和至少两个的标准器，所述CCD在线式尺寸测量系统包括CCD摄像机和与CCD摄像机电连接的控制单元；所述转盘绕自身的中心轴线可转动设置；所述CCD摄像机的镜头朝向转盘一侧的表面；至少两个的所述标准器分别设于转盘朝向CCD摄像机的一侧，至少两个的所述标准器绕转盘的中心轴线间隔设置，至少两个的所述标准器远离转盘的一侧的端面分别平齐设置，至少两个的标准器远离转盘的一侧分别设有至少一个的标准尺寸，至少两个的标准器随转盘的转动依次通过CCD摄像机的拍摄范围。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：一种根据上述CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法，包括以下步骤：获取当前位于CCD摄像头范围内的标准器的位置与该标准器摆放于转盘上时的位置之间绕定位销转动的角度，该转动的角度记为偏转角α；调节电机驱动该标准器沿偏转角的反方向转动，该反方向转动的角度大小与偏转角α的大小相等。本发明的有益效果在于：1标准器上用于校准CCD在线式尺寸测量系统的不同的标准尺寸与CCD摄像头的距离相等，在用不同的标准尺寸校准时，CCD摄像头不需要重新调焦；2可将一个校准项目所需要的标准器放置于转盘上，通过转动转盘进行重复校准，避免了标准器的经常取放，也提高了校准的准确性；3设置了偏移角度的修正方案，当标准器的方向出现角度明显偏移，通过调节电机进行复位，从而保证校准结果的量值准确。附图说明图1为本发明实施例的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的结构示意图；图2为本发明实施例的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的转盘的俯视图；图3为本发明实施例的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的其中一个标准器的示意图；图4为本发明实施例的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的标准器偏转状态下的结构示意图；标号说明：10、转盘；20、CCD摄像机；30、标准器；31、标准尺寸；41、第一霍尔传感器；42、第二霍尔传感器；43、第三霍尔传感器；50、磁环；60、控制单元；70、驱动电机；80、调节电机。具体实施方式为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本发明最关键的构思在于：通过转盘和标准器更加方便的进行校准，同时设置了复位方法对偏移进行修正补偿，提高了校准组件的可靠性。请参照图1-4，一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，包括转盘10和至少两个的标准器30，所述CCD在线式尺寸测量系统包括CCD摄像机20和与CCD摄像机20电连接的控制单元60；所述转盘10绕自身的中心轴线可转动设置；所述CCD摄像机20的镜头朝向转盘10一侧的表面；至少两个的所述标准器30分别设于转盘10朝向CCD摄像机20的一侧，至少两个的所述标准器30绕转盘10的中心轴线间隔设置，至少两个的所述标准器30远离转盘10的一侧的端面分别平齐设置，至少两个的标准器30远离转盘10的一侧分别设有至少一个的标准尺寸31，至少两个的标准器30随转盘10的转动依次通过CCD摄像机20的拍摄范围。进一步的，还包括驱动电机70，所述驱动电机70与控制单元60电连接，所述驱动电机70的动力输出轴与转盘10的中心相连并与转盘10的中心轴线同轴设置。进一步的，还包括至少两个的调节电机80和至少两个的定位销，至少两个的调节电机80分别设于转盘10远离CCD摄像机20的一侧，所述调节电机80的动力输出轴穿过转盘10并延伸至转盘10的另一侧，至少两个的所述定位销与至少两个的调节电机80的动力输出轴分别一一对应同轴相连，至少两个的所述标准器30分别一一对应套设于至少两个的定位销上；至少两个的调节电机80分别与控制单元60电连接。进一步的，还包括磁环50和至少两组的霍尔传感组件；所述磁环50套设于驱动电机70的动力输出轴上，至少一组的霍尔传感组件分别一一对应设于至少一个的标准器30上，所述霍尔传感组件包括第一霍尔传感器41、第二霍尔传感器42和第三霍尔传感器43；所述第一霍尔传感器41设于对应的定位销上且与定位销同轴设置；所述第二霍尔传感器42和第三霍尔传感器43沿转盘10的周向依次设置且分别设于标准器30的两侧。一种根据上述CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取当前位于CCD摄像头范围内的标准器30的位置与该标准器30摆放于转盘10上时的位置之间绕定位销转动的角度，该转动的角度记为偏转角α；调节电机80驱动该标准器30沿偏转角的反方向转动，该反方向转动的角度大小与偏转角α的大小相等。从上述描述可知，本发明的有益效果在于：1标准器上用于校准CCD在线式尺寸测量系统的不同的标准尺寸与CCD摄像头的距离相等，在用不同的标准尺寸校准时，CCD摄像头不需要重新调焦；2可将一个校准项目所需要的标准器放置于转盘上，通过转动转盘进行重复校准，避免了标准器的经常取放，也提高了校准的准确性；3设置了偏移角度的修正方案，当标准器的方向出现角度明显偏移，通过调节电机进行复位，从而保证校准结果的量值准确。进一步的，还包括报警单元，所述报警单元与控制单元60电连接。由上述描述可知，当控制单元60检测到标准器30的位置发生偏移时会发出警报。进一步的，获取偏转角α的方法包括以下步骤：将标准器30摆放于转盘10上，获取此时第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第二霍尔传感器42之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第一夹角γ1；同时获取第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第三夹角γ2；转动转盘10，将该标准器30转动至CCD摄像头范围内，获取此时第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第二霍尔传感器42之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第二夹角β1；同时获取此时第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第四夹角β2；所述偏转角α为：|β1—γ1|+|β2—γ2|2。由上述描述可知，通过三个霍尔传感器分别求出标准器30两侧的偏转角，对两侧的偏转角求和求平均得到偏转角α，可以尽可能的减少机械安装误差带来的电压信号误差，提高复位的精准度。进一步的；获取第一夹角γ1、第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2的方法包括以下步骤：测得定位销与磁环50之间的距离，记为A；将标准器30摆放于转盘10上；用所述第一霍尔传感器41或第二霍尔传感器42测得此时第一霍尔传感器41与第二霍尔传感器42之间的距离，记为B1；用所述第一霍尔传感器41或第三霍尔传感器43测得此时第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的距离，记为B2；用所述第二霍尔传感器42测得此时第二霍尔传感器42与磁环50之间的距离，记为C1；用所述第三霍尔传感器43测得此时第三霍尔传感器43与磁环50之间的距离，记为C2；转动转盘10，将该标准器30转动至CCD摄像头范围内；用所述第二霍尔传感器42测得此时第二霍尔传感器42与磁环50之间的距离，记为D1；用所述第三霍尔传感器43测得此时第三霍尔传感器43与磁环50之间的距离，记为D2；控制单元60利用余弦定理分别求得第一夹角γ1、第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2。由上述描述可知，定位销与磁环50之间的距离可近似地看成第一霍尔传感器41与磁环50之间的距离，由于磁环50较小，三个霍尔传感器与磁环50之间的距离可以近似看成三个霍尔传感器与磁环50的中心之间的距离，这样，第一霍尔传感器41和第二霍尔传感器42之间的连线、第二霍尔传感器42与磁环50之间连线和第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线构成一三角形，第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线、第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的连线和第三霍尔传感器43余磁环50之间的连线也构成了三角形。在测得三角形的边长后，就可根据余弦定理求得夹角，从而求得偏转角。进一步的，控制单元60求得第一夹角γ1、第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2之前，还包括步骤：用第一霍尔传感器41测得第一霍尔传感器41与磁环50之间的距离，该距离记为a；根据补偿系数K及测得的距离B1、B2、C1、C2、D1和D2，计算得到修正距离b1、b2、c1、c2、d1和d2；所述b1为：K*B1；所述b2为：K*B2；所述c1为：K*C1；所述c2为：K*C2；所述d1为：K*D1；所述d2为：K*D2。由上述描述可知，传感器测量到的结果会受到温度或其他环境温度的影响，由于定位销与磁环50之间的距离A是恒定的，因此布置在定位销的第一霍尔传感器41感应到电压峰值信号于该物理距离成对应关系，通过该对应关系可以获得补偿系数K，第二霍尔传感器42和第三霍尔传感器43可基于该补偿系数K根据各自感应到电压峰值信号换算得到实际距离，从而获得更加精准的偏转角α。实施例一本实施例提供了一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，如图1-2所示，包括转盘10、标准器30、霍尔传感组件、磁环50、驱动电机70、调节电机80和报警单元；所述CCD在线式尺寸测量系统包括CCD摄像机20和与CCD摄像机20电连接的控制单元60，所述控制单元60还同时与报警单元、驱动电机70和调节电机80电连接；所述驱动电机70的动力输出轴与转盘10的中心相连并与转盘10的中心轴线同轴设置，控制单元60控制驱动电机70驱动转盘10绕自身的中心轴线可转动设置，所述磁环50套设于驱动电机70的动力输出轴上；所述CCD摄像机20的镜头朝向转盘10一侧的表面；所述调节电机80设于转盘10远离CCD摄像机20的一侧，所述调节电机80的动力输出轴穿过转盘10并延伸至转盘10的另一侧，在所述调节电机80的动力输出轴上设有定位销，定位销与调节电机80的动力输出轴同轴设置；对CCD在线式尺寸测量系统进行校准时，可使用至少两个的标准器30。将标准器30分别套设于不同的定位销上，让标准器30远离转盘10的一侧的端面分别平齐设置。每个标准器30远离转盘10的一侧分别设有至少一个的标准尺寸31，如图3所示，该标准器30为直径测量误差校准标准器，包含了三个直径标准尺寸，除了直径测量误差校准标准器，还可以使用角度测量误差校准标准器、弧度测量误差校准标准器等标准器。优选的，至少两个的所述标准器30绕转盘10的中心轴线间隔设置，至少两个的标准器30随转盘10的转动依次通过CCD摄像机20的拍摄范围。优选的，在按照预设的角度摆放好标准器30后，对标准器30进行临时压固。如图1所示，每个标准器30上都设有一组霍尔传感组件，所述霍尔传感组件包括第一霍尔传感器41、第二霍尔传感器42和第三霍尔传感器43；所述第一霍尔传感器41设于对应的定位销上且与定位销同轴设置；所述第二霍尔传感器42和第三霍尔传感器43沿转盘10的周向依次设置且分别设于标准器30的两侧。优选的，第一霍尔传感器41、第二霍尔传感器42、第三霍尔传感器43和磁环50沿转盘50的垂直方向与转盘50之间的距离相等；为了应对搬运和校准过程中处在个别标准器方向角度明显偏移的情况，本实施例采用了一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法，包括步骤：获取当前位于CCD摄像头范围内的标准器30与的位置与该标准器30摆放于转盘10上时的位置之间绕定位销转动的角度，该转动的角度记为偏转角α；调节电机80驱动该标准器30沿偏转角的反方向转动，该反方向转动的角度大小与偏转角α的大小相等。该复位方法可以对每一个进入CCD摄像头的拍摄范围内的标准器30进行角度修正，使其恢复预设的摆放角度，用以保证校准结果的量值准确。实施例二实施例二中，获取偏转角α的方法包括以下步骤：测得定位销与磁环50之间的距离，记为A；将标准器30摆放于转盘10上；用所述第一霍尔传感器41或第二霍尔传感器42测得此时第一霍尔传感器41与第二霍尔传感器42之间的距离，记为B1；用所述第一霍尔传感器41或第三霍尔传感器43测得此时第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的距离，记为B2；用所述第二霍尔传感器42测得此时第二霍尔传感器42与磁环50之间的距离，记为C1；用所述第三霍尔传感器43测得此时第三霍尔传感器43与磁环50之间的距离，记为C2；转动转盘10，将该标准器30转动至CCD摄像头范围内；用所述第二霍尔传感器42测得此时第二霍尔传感器42与磁环50之间的距离，记为D1；用所述第三霍尔传感器43测得此时第三霍尔传感器43与磁环50之间的距离，记为D2；用第一霍尔传感器41测得第一霍尔传感器41与磁环50之间的距离，该距离记为a；计算得到补偿系数K，所述补偿系数K为：aA；根据补偿系数K及测得的距离B1、B2、C1、C2、D1和D2，计算得到修正距离b1、b2、c1、c2、d1和d2；所述b1为：K*B1；所述b2为：K*B2；所述c1为：K*C1；所述c2为：K*C2；所述d1为：K*D1；所述d2为：K*D2。如图4所示，标准器30摆放于转盘10上，第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第二霍尔传感器42之间的连线之间的夹角为第一夹角γ1；第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的连线之间的夹角为第三夹角γ2；而该标准器30随转盘50的转动，该标准器30转动至CCD摄像头范围内，第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第二霍尔传感器42之间的连线之间的夹角为第二夹角β1；第一霍尔传感器41与磁环50之间的连线和第一霍尔传感器41与第三霍尔传感器43之间的连线之间的夹角为第四夹角β2；控制单元60利用余弦定理可求得第一夹角γ1的大小，计算式为：同理，控制单元60可根据余弦定理分别求得第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2；偏转角α为：|β1—γ1|+|β2—γ2|2。综上所述，本发明提供了一种校准方便的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件；在此基础上，还提供了一种提高了CCD在线式尺寸测量系统的校准组件可靠性的复位方法。所述CCD在线式尺寸测量系统的校准组件不需重新对焦，一次可校准多个项目，CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法在复位时受环境干扰小，复位准确。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

权利要求：1.一种CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，所述CCD在线式尺寸测量系统包括CCD摄像机和与CCD摄像机电连接的控制单元，其特征在于，包括转盘和至少两个的标准器；所述转盘绕自身的中心轴线可转动设置；所述CCD摄像机的镜头朝向转盘一侧的表面；至少两个的所述标准器分别设于转盘朝向CCD摄像机的一侧，至少两个的所述标准器绕转盘的中心轴线间隔设置，至少两个的所述标准器远离转盘的一侧的端面分别平齐设置，至少两个的标准器远离转盘的一侧分别设有至少一个的标准尺寸，至少两个的标准器随转盘的转动依次通过CCD摄像机的拍摄范围。2.根据权利要求1所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，其特征在于，还包括驱动电机，所述驱动电机与控制单元电连接，所述驱动电机的动力输出轴与转盘的中心相连并与转盘的中心轴线同轴设置。3.根据权利要求2所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，其特征在于，还包括至少两个的调节电机和至少两个的定位销，至少两个的调节电机分别设于转盘远离CCD摄像机的一侧，所述调节电机的动力输出轴穿过转盘并延伸至转盘的另一侧，至少两个的所述定位销与至少两个的调节电机的动力输出轴分别一一对应同轴相连，至少两个的所述标准器分别一一对应套设于至少两个的定位销上；至少两个的调节电机分别与控制单元电连接。4.根据权利要求3所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，其特征在于，还包括磁环和至少两组的霍尔传感组件；所述磁环套设于驱动电机的动力输出轴上，至少一组的霍尔传感组件分别一一对应设于至少一个的标准器上，所述霍尔传感组件包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和第三霍尔传感器；所述第一霍尔传感器设于对应的定位销上且与定位销同轴设置；所述第二霍尔传感器和第三霍尔传感器沿转盘的周向依次设置且分别设于标准器的两侧。5.根据权利要求4所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元与控制单元电连接。6.一种根据权利要求4或5所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取当前位于CCD摄像头范围内的标准器的位置与该标准器摆放于转盘上时的位置之间绕定位销转动的角度，该转动的角度记为偏转角α；调节电机驱动该标准器沿偏转角的反方向转动，该反方向转动的角度大小与偏转角α的大小相等。7.根据权利要求6所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法，其特征在于，获取偏转角α的方法包括以下步骤：将标准器摆放于转盘上，获取此时第一霍尔传感器与磁环之间的连线和第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第一夹角γ1；同时获取第一霍尔传感器与磁环之间的连线和第一霍尔传感器与第三霍尔传感器之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第三夹角γ2；转动转盘，将该标准器转动至CCD摄像头范围内，获取此时第一霍尔传感器与磁环之间的连线和第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第二夹角β1；同时获取此时第一霍尔传感器与磁环之间的连线和第一霍尔传感器与第三霍尔传感器之间的连线之间的夹角大小，该夹角记为第四夹角β2；所述偏转角α为：|β1—γ1|+|β2—γ2|2。8.根据权利要求7所述的CCD在线式尺寸测量系统的校准组件的复位方法，其特征在于；获取第一夹角γ1、第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2的方法包括以下步骤：测得定位销与磁环之间的距离，记为A；将标准器摆放于转盘上；用所述第一霍尔传感器或第二霍尔传感器测得此时第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离，记为B1；用所述第一霍尔传感器或第三霍尔传感器测得此时第一霍尔传感器与第三霍尔传感器之间的距离，记为B2；用所述第二霍尔传感器测得此时第二霍尔传感器与磁环之间的距离，记为C1；用所述第三霍尔传感器测得此时第三霍尔传感器与磁环之间的距离，记为C2；转动转盘，将该标准器转动至CCD摄像头范围内；用所述第二霍尔传感器测得此时第二霍尔传感器与磁环之间的距离，记为D1；用所述第三霍尔传感器测得此时第三霍尔传感器与磁环之间的距离，记为D2；控制单元利用余弦定理分别求得第一夹角γ1、第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2。9.根据权利要求8所述的CCD在线式尺寸测量系统的复位方法，其特征在于，控制单元求得第一夹角γ1、第二夹角β1、第三夹角γ2和第四夹角β2之前，还包括步骤：用第一霍尔传感器测得第一霍尔传感器与磁环之间的距离，该距离记为a；计算得到补偿系数K，所述补偿系数K为：aA；根据补偿系数K及测得的距离B1、B2、C1、C2、D1和D2，计算得到修正距离b1、b2、c1、c2、d1和d2；所述b1为：K*B1；所述b2为：K*B2；所述c1为：K*C1；所述c2为：K*C2；所述d1为：K*D1；所述d2为：K*D2。

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