一种基于三维影像的测量编程方法及电子设备与流程

本技术涉及影像测量编程，尤其涉及一种基于三维影像的测量编程方法及电子设备。

背景技术：

1、随着工业自动化与精密制造的快速发展，产品质量检测环节对测量效率与精度的要求日益提高。影像测量设备（如二次元/三次元影像测量仪、三坐标测量机等）作为现代制造业中重要的质量检测工具，广泛应用于工件尺寸测量与形位公差检测领域。传统的影像测量编程方式通常采用在线编程模式，即在实体机台上装夹实际工件，打开测量软件连接设备，通过调整光源、相机等硬件参数获取工件图像，再由操作人员人工拉取检测框、修正测量参数，最终生成可执行的测量程序。

2、随着生产模式向多产品、短交期、快速换型方向发展，传统的在线编程方式已难以满足快速迭代的生产需求。编程过程需要占用设备使用时间，换型调试会中断正常生产，严重影响设备利用率和整体生产效率。此外，在线编程完全依托实物工件、光源、相机等硬件环境，无法在编程阶段预判机械碰撞风险，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种基于三维影像的测量编程方法及电子设备，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种基于三维影像的测量编程方法，所述方法包括：

4、获取工件模型参数与影像测量设备信息并导入3d软件，生成工件模型以及虚拟相机模型；

5、利用工件模型和虚拟相机模型之间的位置关系，结合虚拟相机模型进行移动仿真，识别出虚拟拍摄位置；

6、基于所述虚拟拍摄位置以及影像测量设备信息对工件模型进行虚拟拍摄处理，生成多个虚拟相机图像；

7、抓取虚拟相机图像中的工件特征，并根据抓取结果进行尺寸测量，得到工件特征测量数据；根据工件特征测量数据以及工件模型参数生成对应的多个测量子程序；

8、集成所述测量子程序与所述虚拟拍摄位置对应的移动顺序，生成总测量程序。

9、可选地，所述获取工件模型参数与影像测量设备信息并导入3d软件包括：

10、获取待测工件对应的三维模型参数，将所述三维模型参数导入3d软件，根据所述三维模型参数建立对应的工件模型；

11、获取影像测量设备信息，根据影像测量设备信息建立对应的虚拟相机模型。

12、可选地，所述利用工件模型和虚拟相机模型之间的位置关系，结合虚拟相机模型进行移动仿真包括：

13、根据工件模型和虚拟相机模型之间的位置关系确定虚拟相机模型的初始拍摄位置；

14、基于初始拍摄位置将虚拟相机模型移动至不同拍摄方向对应的位置，生成多个候选拍摄位置；

15、在每一个候选拍摄位置中，基于工件模型和虚拟相机模型进行拍摄状态检测，得到拍摄状态数据；

16、通过拍摄状态数据筛选所述候选拍摄位置，识别出虚拟拍摄位置。

17、可选地，所述工件模型和虚拟相机模型之间的位置关系由工件模型中的坐标信息以及虚拟相机模型中的坐标信息进行确定。

18、可选地，所述每一个候选拍摄位置中，基于工件模型和虚拟相机模型进行拍摄状态检测包括：

19、根据候选拍摄位置调整虚拟相机模型与工件模型之间的相对位置，生成对应的相机位置参数；

20、基于所述相机位置参数确定虚拟相机模型对应的拍摄范围以及工件模型对应的可拍摄区域；

21、通过所述可拍摄区域判断候选拍摄位置是否处于虚拟相机模型的合理拍摄范围内，生成拍摄状态数据。

22、可选地，所述基于所述虚拟拍摄位置以及影像测量设备信息对工件模型进行虚拟拍摄处理包括：

23、根据所述虚拟拍摄位置确定工件模型对应的拍摄视角，生成拍摄视角数据；

24、结合拍摄视角数据与影像测量设备信息中的拍摄参数作为约束条件，构建单次虚拟拍摄的仿真成像环境，生成对应视角下的虚拟拍摄参数；

25、根据所述虚拟拍摄参数对工件模型进行模拟成像处理，生成虚拟相机图像；

26、重复以上步骤，从而得到多个虚拟相机图像。

27、可选地，所述根据所述虚拟拍摄参数对工件模型进行模拟成像处理包括：

28、根据虚拟拍摄参数确定工件模型对应的投影方向、投影范围以及图像参数；

29、基于所述投影方向和投影范围对工件模型进行二维投影转换，并根据图像参数生成对应视角下的虚拟相机图像。

30、可选地，所述抓取虚拟相机图像中的工件特征，并根据抓取结果进行尺寸测量包括：

31、根据预设的寻边参数对虚拟相机图像中的工件图像区域进行特征定位，得到工件特征定位数据；

32、基于工件特征定位数据确定对应的测量边界，生成工件特征边界数据；

33、根据工件特征边界数据计算工件特征对应的尺寸参数，得到工件特征测量数据。

34、可选地，所述根据工件特征测量数据以及工件模型参数生成对应的多个测量子程序包括：

35、将工件特征测量数据与工件模型参数进行比对，匹配确定工件特征测量数据对应的测量对象；

36、结合所述测量对象的几何类型以及工件特征测量数据，配置影像测量设备对所述测量对象进行测量时的测量动作参数；

37、将所述测量动作参数编译封装为控制指令，生成对应的多个测量子程序。

38、可选地，所述集成所述测量子程序与所述虚拟拍摄位置对应的移动顺序包括：

39、根据多个测量子程序对应的虚拟拍摄位置顺序确定测量子程序之间的调用关系；

40、通过所述调用关系将测量子程序进行排序组合，生成总测量程序。

41、第二方面，本技术实施例提供一种基于三维影像的测量编程装置，所述装置包括：

42、获取单元，用于获取工件模型参数与影像测量设备信息并导入3d软件，生成工件模型以及虚拟相机模型；

43、控制单元，用于利用工件模型和虚拟相机模型之间的位置关系，结合虚拟相机模型进行移动仿真，识别出虚拟拍摄位置；

44、所述控制单元还用于基于所述虚拟拍摄位置以及影像测量设备信息对工件模型进行虚拟拍摄处理，生成多个虚拟相机图像；

45、计算单元，用于抓取虚拟相机图像中的工件特征，并根据抓取结果进行尺寸测量，得到工件特征测量数据；根据工件特征测量数据以及工件模型参数生成对应的多个测量子程序；

46、所述计算单元还用于集成所述测量子程序与所述虚拟拍摄位置对应的移动顺序，生成总测量程序。

47、第三方面，本实施例提供一种影像测量仪，所述影像测量仪包括：

48、至少一个处理器；以及，

49、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

50、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的基于三维影像的测量编程方法。

51、第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行实现如第一方面所述的基于三维影像的测量编程方法。

52、本技术的其中一个实施例的有益效果为：通过3d影像编程方式，通过基于工件模型与虚拟相机模型之间的坐标位置关系进行系统化移动仿真，并通过拍摄状态检测自动筛选候选拍摄位置，实现拍摄位置的智能化生成，提高了测量覆盖率和编程效率。