三维图像在线采集测量系统及其测量方法技术方案

一种三维图像在线采集测量系统及其测量方法，涉及产品测绘技术领域。该三维图像在线采集测量系统包括三维矩阵相机组、照明装置、安装支架、相机拍摄控制装置和图像运算装置；三维矩阵相机组包括多个相机，多个相机采用m

【技术实现步骤摘要】
三维图像在线采集测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术涉及产品生产动态测量
，具体而言，涉及一种三维图像在线采集测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]装配式建筑是用预制部件在工地装配而成的建筑，具有生产效率较高、生产成本较低等优点，有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平。装配式建筑构件是装配式建筑的重要组成部分，其生产过程是在工厂内完成；生产方式有采用固定台位的作业方式，也有采用流水线模式的作业方式。装配式建筑构件在生产完成后，都需要进行出厂检验。装配式建筑构件出厂检测的主要内容包括：平面度测量、外形尺寸测量、开孔位置、预埋件位置测量以及钢筋深度、间距和尺寸测量等。
[0003]现有的工业产品的测量分为在线测量和抽样检测；对于抽样检测一般采用高精度的坐标测量设备或光学测量设备，虽然测量精度高但测量效率低。
[0004]对于在线测量设备来说，在测量精度满足要求的前提下，测量效率和速度必须与生产速度、生产节拍相适应。其检测方法目前一般有以下几种方式：激光扫描测量方法、二维图像测量方法、二维图像+结构光三维测量方法、手工样板和手工测量方法等。
[0005]激光扫描测量方法用于装配式建筑构件在线测量，存在测量时间长，三维尺寸提取困难，运算资源要求高的问题；二维图像测量方法，需要构件平面与相机的距离保持不变，无法满足构件品种多样化的要求；二维图像+结构光三维测量方法测量距离远的话，激光强度无法保证，测量面积不能太大，而且对环境光照变化敏感，不能解决大型工件在自然光照条件下的在线测量的问题；手工样板和手工测量方法，存在人力成本较高、测量效率较低等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种三维图像在线采集测量系统及其测量方法，以在一定程度上解决现有技术中装配式建筑构件在线测量时间较长、测量效率较低、测量构件品种类型较少、大型构件难以在线测量的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]一种三维图像在线采集测量系统，用于检测生产线上的装配式建筑构件，包括三维矩阵相机组、照明装置、安装支架、相机拍摄控制装置和图像运算装置；
[0009]所述三维矩阵相机组包括多个相机，多个所述相机采用m
×
n矩阵排列；所述三维矩阵相机组与所述图像运算装置电连接；所述三维矩阵相机组用于拍摄所述装配式建筑构件水平面沿所述生产线宽度方向一侧所对应的m
×
n幅二维图像，并将所述m
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n幅二维图像发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置对应自动生成与所述m
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n幅二维图像所对应的相机拍摄区域内的装配式建筑构件的三维点云数据和三维点云图像；其中，m≥2，n≥2，m为沿所述生产线宽度方向上相机的列数，n为每列相机的数量；
[0010]所述三维矩阵相机组固定在所述安装支架上，以使所述三维矩阵相机组位于所述生产线的上方，且所述三维矩阵相机组拍摄的二维图像和所述图像运算装置自动生成的三维点云图像区域均能够覆盖所述生产线上的所述装配式建筑构件沿所述生产线宽度方向的表面；
[0011]所述照明装置设置在所述安装支架上，且所述照明装置用于给所述生产线上的所述装配式建筑构件补光；所述照明装置与所述相机拍摄控制装置电连接，所述相机拍摄控制装置用于控制所述照明装置的通断；
[0012]所述相机拍摄控制装置相对于所述安装支架固定设置，且所述三维矩阵相机组与所述相机拍摄控制装置电连接；所述相机拍摄控制装置用于控制所述三维矩阵相机组的通断以及用于控制所述三维矩阵相机组拍摄的频次。
[0013]在上述任一技术方案中，可选地，所述的三维图像在线采集测量系统还包括用于承载至少一个所述装配式建筑构件的模台；
[0014]在所述生产线的宽度方向上，所述三维矩阵相机组的每一行相机的视场范围至少覆盖所述模台的宽度方向；
[0015]所述三维矩阵相机组的每一列相机的视场范围至少覆盖所述模台的长度方向；或者，当所述装配式建筑构件相对于所述三维矩阵相机组移动时，所述三维矩阵相机组多次间隔采集所述装配式建筑构件的二维图像并发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置自动生成一组对应的三维点云数据和三维点云图像，以完成整个所述模台上所有装配式建筑构件的全部区域的二维图像拍摄、三维点云数据和三维点云图像的自动生成；
[0016]其中，所述装配式建筑构件相对于所述三维矩阵相机组移动，包括所述三维矩阵相机组固定在所述生产线上，且装配有所述装配式建筑构件的所述模台在所述生产线上移动；或者，所述装配式建筑构件相对于所述三维矩阵相机组移动，包括所述模台固定在所述生产线上，且所述三维矩阵相机组沿所述模台的长度方向移动。
[0017]在上述任一技术方案中，可选地，所述安装支架包括安装横梁和与所述安装横梁固定连接的安装支架支腿，所述三维矩阵相机组固定在所述安装横梁上，所述安装横梁设置在所述生产线的上方；
[0018]所述装配式建筑构件在所述生产线上采用流水线生产方式时，所述安装支架支腿固定设置在所述生产线的一侧或者两侧；当装配有所述装配式建筑构件的所述模台在所述生产线上移动时，所述三维矩阵相机组多次间隔采集所述装配式建筑构件的二维图像并发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置自动生成一组对应的三维点云数据和三维点云图像，以完成整个模台上所有装配式建筑构件的全部区域的二维图像拍摄、三维点云数据和三维点云图像的自动生成；
[0019]或者，所述模台在所述生产线上采用固定台位生产方式时，所述安装支架支腿设置在所述模台一侧或两侧的支架轨道上，且所述安装支架支腿能够沿所述支架轨道移动，所述支架轨道沿所述生产线的长度方向延伸；当所述安装横梁随所述安装支架支腿沿所述支架轨道移动时，所述三维矩阵相机组多次间隔采集所述装配式建筑构件的二维图像并发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置自动生成一组对应的三维点云数据和三维点云图像，以完成整个模台上所有装配式建筑构件的全部区域的二维图像拍摄、三维点云数据和三维点云图像的自动生成。
[0020]在上述任一技术方案中，可选地，所述三维矩阵相机组还包括矩形支撑框架；所述矩形支撑框架包括至少两个相互平行的相机轨道和多个与所述相机连接的安装板；所述相机轨道与所述安装横梁固定连接；所述安装板固定连接在所述相机轨道上，且多个所述安装板沿所述相机轨道的延伸方向依次间隔设置；所述相机轨道的延伸方向与所述生产线的宽度方向同向；
[0021]每个所述安装板的尺寸相同；每个所述安装板在垂直于所述相机轨道的延伸方向上固定至少两个所述相机，并形成一列所述相机。
[0022]在上述任一技术方案中，可选地，所述三维矩阵相机组的每一列n个相机为相机列组；每个所述安装板固定连接一个所述相机列组；沿所述生产线的宽度方向，m个所述相机列组依次间隔设置；
[0023]所述三维矩阵相机组包括一个或者多个三维矩阵相机；所述三维矩阵相机数量为多个时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维图像在线采集测量系统，用于检测生产线上的装配式建筑构件，其特征在于，包括三维矩阵相机组、照明装置、安装支架、相机拍摄控制装置和图像运算装置；所述三维矩阵相机组包括多个相机，多个所述相机采用m
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n矩阵排列；所述三维矩阵相机组与所述图像运算装置电连接；所述三维矩阵相机组用于拍摄所述装配式建筑构件水平面沿所述生产线宽度方向一侧所对应的m
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n幅二维图像，并将所述m
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n幅二维图像发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置对应自动生成与所述m
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n幅二维图像所对应的相机拍摄区域内的装配式建筑构件的三维点云数据和三维点云图像；其中，m≥2，n≥2，m为沿所述生产线宽度方向上相机的列数，n为每列相机的数量；所述三维矩阵相机组固定在所述安装支架上，以使所述三维矩阵相机组位于所述生产线的上方，且所述三维矩阵相机组拍摄的二维图像和所述图像运算装置自动生成的三维点云图像区域均能够覆盖所述生产线上的所述装配式建筑构件沿所述生产线宽度方向的表面；所述照明装置设置在所述安装支架上，且所述照明装置用于给所述生产线上的所述装配式建筑构件补光；所述照明装置与所述相机拍摄控制装置电连接，所述相机拍摄控制装置用于控制所述照明装置的通断；所述相机拍摄控制装置相对于所述安装支架固定设置，且所述三维矩阵相机组与所述相机拍摄控制装置电连接；所述相机拍摄控制装置用于控制所述三维矩阵相机组的通断以及用于控制所述三维矩阵相机组拍摄的频次。2.根据权利要求1所述的三维图像在线采集测量系统，其特征在于，还包括用于承载至少一个所述装配式建筑构件的模台；在所述生产线的宽度方向上，所述三维矩阵相机组的每一行相机的视场范围至少覆盖所述模台的宽度方向；所述三维矩阵相机组的每一列相机的视场范围至少覆盖所述模台的长度方向；或者，当所述装配式建筑构件相对于所述三维矩阵相机组移动时，所述三维矩阵相机组多次间隔采集所述装配式建筑构件的二维图像并发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置自动生成一组对应的三维点云数据和三维点云图像，以完成整个所述模台上所有装配式建筑构件的全部区域的二维图像拍摄、三维点云数据和三维点云图像的自动生成；其中，所述装配式建筑构件相对于所述三维矩阵相机组移动，包括所述三维矩阵相机组固定在所述生产线上，且装配有所述装配式建筑构件的所述模台在所述生产线上移动；或者，所述装配式建筑构件相对于所述三维矩阵相机组移动，包括所述模台固定在所述生产线上，且所述三维矩阵相机组沿所述模台的长度方向移动。3.根据权利要求2所述的三维图像在线采集测量系统，其特征在于，所述安装支架包括安装横梁和与所述安装横梁固定连接的安装支架支腿，所述三维矩阵相机组固定在所述安装横梁上，所述安装横梁设置在所述生产线的上方；所述装配式建筑构件在所述生产线上采用流水线生产方式时，所述安装支架支腿固定设置在所述生产线的一侧或者两侧；当装配有所述装配式建筑构件的所述模台在所述生产线上移动时，所述三维矩阵相机组多次间隔采集所述装配式建筑构件的二维图像并发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置自动生成一组对应的三维点云数据和三维点云图像，以完成整个模台上所有装配式建筑构件的全部区域的二维图像拍摄、三维点云数据和
三维点云图像的自动生成；或者，所述模台在所述生产线上采用固定台位生产方式时，所述安装支架支腿设置在所述模台一侧或两侧的支架轨道上，且所述安装支架支腿能够沿所述支架轨道移动，所述支架轨道沿所述生产线的长度方向延伸；当所述安装横梁随所述安装支架支腿沿所述支架轨道移动时，所述三维矩阵相机组多次间隔采集所述装配式建筑构件的二维图像并发送给所述图像运算装置，所述图像运算装置自动生成一组对应的三维点云数据和三维点云图像，以完成整个模台上所有装配式建筑构件的全部区域的二维图像拍摄、三维点云数据和三维点云图像的自动生成。4.根据权利要求3所述的三维图像在线采集测量系统，其特征在于，所述三维矩阵相机组还包括矩形支撑框架；所述矩形支撑框架包括至少两个相互平行的相机轨道和多个与所述相机连接的安装板；所述相机轨道与所述安装横梁固定连接；所述安装板固定连接在所述相机轨道上，且多个所述安装板沿所述相机轨道的延伸方向依次间隔设置；所述相机轨道的延伸方向与所述生产线的宽度方向同向；每个所述安装板的尺寸相同；每个所述安装板在垂直于所述相机轨道的延伸方向上固定至少两个所述相机，并形成一列所述相机。5.根据权利要求4所述的三维图像在线采集测量系统，其特征在于，所述三维矩阵相机组的每一列n个相机为相机列组；每个所述安装板固定连接一个所述相机列组；沿所述生产线的宽度方向，m个所述相机列组依次间隔设置；所述三维矩阵相机组包括一个或者多个三维矩阵相机；所述三维矩阵相机数量为多个时，多个所述三维矩阵相机沿所述生产线的宽度方向依次间隔设置；每个所述三维矩阵相机包括相邻设置的两个所述相机列组；m个所述相机列组形成m/2个所述三维矩阵相机；所述图像运算装置包括与所述三维矩阵相机一一对应的图像采集器；所述图像采集器与同一个所述三维矩阵相机内的所有所述相机电连接，所述图像采集器用于接收同一个所述三维矩阵相机内所有所述相机拍摄的二维图像；沿所述生产线的宽度方向，相邻的两个所述相机列组在所述生产线上的相机拍摄区域具有重合部分；可选地，所述相机列组为双相机，所述三维矩阵相机的数量为3套，所述图像采集器的数量为3套。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文，郑清志，杨震卿，曹亮，李志光，杨柳，王亚楠，宋萍萍，苏群，
申请(专利权)人：北京建工新型建材科技股份有限公司北京清影机器视觉技术有限公司，
类型：发明
国别省市：