一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統，包括空間三維坐標測量設備和測量系統計算機。所述空間三維坐標測量設備用于測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組的空間三維坐標數據。所述測量系統計算機用于將所述幾何特征組的空間三維坐標數據與對應的已知物體的幾何特征的空間三維坐標數據進行匹配比較，完成對被測物體的識別。本發明用幾何特征的空間坐標關系作為被測物體的標識，可廣泛用于機械制造領域的工裝、檢具、模具、大型工件以及其它有型物體的識別。
【專利說明】一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統【技術領域】
[0001]本發明涉及工業標識【技術領域】，尤其涉及一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統。
【背景技術】
[0002]傳統的工業標識包括銘牌、數字編碼、條形碼等，新的工業標識包括了物聯網感應芯片等，通常需要人工或特殊的工具進行識別，而且容易損壞或誤讀。比如，傳統的銘牌是通過人工對被測物體進行識別；而目前廣泛使用的條形碼標識，則通過條形碼識別工具如專用的條形碼閱讀器或機器視覺系統進行識別。在制造業，因為生產工廠環境或時間的原因，銘牌容易丟失或磨損而失去標識作用，條形碼可能因為油污而無法閱讀或產生誤讀，物聯網感應芯片可能失效等。尤其是在機械制造行業，大多被測物體如工裝、檢具、模具、大型工件或整機等使用由人工進行識別的銘牌作為標識，這種銘牌標識存在容易丟失、損壞、誤讀等問題；另外，廣 泛使用的銘牌標識無法實現自動識別實現后續測量等工作的自動化，條形碼或物聯網感應芯片可以實現自動化但需要添加額外設施，投入成本高。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于通過一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統，來解決以上【背景技術】部分提到的問題。
[0004]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統，其包括空間三維坐標測量設備和測量系統計算機；
[0006]所述空間三維坐標測量設備用于測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組的空間三維坐標數據，輸出給測量系統計算機；
[0007]所述測量系統計算機與空間三維坐標測量設備通信連接，用于將所述幾何特征組的空間三維坐標數據與預存的與該幾何特征組對應的已知物體的幾何特征的空間三維坐標數據進行匹配比較，若匹配比較結果小于預設的允許誤差值，則判定被測物體與已知的物體一致，完成對被測物體的識別。
[0008]特別地，所述被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組為三個或三個以上不在同一直線上的孔、柱、錐、球，或者是有固定關系的平面組，或以上的不同組
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[0009]特別地，所述允許誤差值可根據被測物體的尺寸大小靈活設置。
[0010]特別地，所述測量系統計算機還用于控制空間三維坐標測量設備測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組的空間三維坐標數據；以及在被測物體被識別成功后，控制觸發與被測物體相關的其它動作。
[0011]特別地，所述空間三維坐標測量設備為三坐標測量機；所述三坐標測量機包括但不限于多關節式三維測量系統、紅外跟蹤光筆測量儀、橋式三坐標測量機、光學非接觸三維測量系統。
[0012]本發明提供的基于特征空間坐標信息的工業標識系統用幾何特征的空間坐標關系作為被測物體的標識，可廣泛用于機械制造領域的工裝、檢具、模具、大型工件以及其它有型物體的識別即身份確認。在被測物體身份確認后，測量系統計算機可自動觸發其它動作，比如執行與該被測物體相關的某程序如調用數據、輸出信號等，從而簡化測量工作流程、提高效率；并可用于某些需要避免使用直觀標識的場合或者不方便加其它標識的場合，以及普通標識容易失去功能的場合，如模糊不清、被油污遮擋等。本發明具有如下優點:一、避免了傳統銘牌丟失、損壞、誤讀帶來的問題；二、對被測物體做出識別后，測量系統計算機準確、自動完成預設任務例如后續的檢測程序調入、被測物體CAD數據的自動調用等，提高工作效率、減少人為操作誤差。三、對不便設立銘牌、條形碼等標識的場合例如大型工件等，增加了保密性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例提供的基于特征空間坐標信息的工業標識系統結構示意圖；
[0014]圖2為本發明實施例提供的幾何特征組不同的空間坐標關系示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。
[0016]請參照圖1所示，圖1為本發明實施例提供的基于特征空間坐標信息的工業標識系統結構不意圖。
[0017]本實施例中基于特征空間坐標信息的工業標識系統具體包括空間三維坐標測量設備101和測量系統計算機102。
[0018]所述空間三維坐標測量設備101用于測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組103的空間三維坐標數據，輸出給測量系統計算機102。
[0019]所述測量系統計算機102與空間三維坐標測量設備101通信連接，用于將所述幾何特征組103的空間三維坐標數據與預存的與該幾何特征組103對應的已知物體的幾何特征的空間三維坐標數據進行匹配比較，若匹配比較結果小于預設的允許誤差值，則判定被測物體與已知的物體一致，完成對被測物體的識別。此外，所述測量系統計算機102還用于控制空間三維坐標測量設備101測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組103的空間三維坐標數據；輸入或存儲已知物體的幾何特征組數據和允許誤差數據；以及在被測物體被識別成功后，控制觸發與被測物體相關的其它動作，如調用程序、發出指令等。
[0020]所述空間三維坐標測量設備101為尺寸測量領域常用的三坐標測量機；所述三坐標測量機包括但不限于多關節式三維測量系統、紅外跟蹤光筆測量儀、傳統的橋式三坐標測量機、非傳統的光學非接觸二維或三維測量系統。所述被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組為三個或三個以上不在同一條直線上的可用于確定被測物體三維空間位姿的方便測量(如沒有被遮擋)的有型幾何特征，例如可以為三個或三個以上不在同一直線上的孔、柱、錐、球，或者是有固定關系的平面組，或以上的不同組合。幾何特征組的不同的空間坐標關系可以表達為不同的被測物體的標識，如圖2所示，幾何特征組(A、B、C)不同的坐標關系用于代表不同的目標。
[0021]所述測量系統計算機102可以是空間三維坐標測量設備101的一部分，也可以的獨立的計算機系統或其它數據計算和判定裝置。所述允許誤差值的設定與被測物體及其屬性有關，可根據被測物體本身的尺寸大小靈活設置。比如，相距1000毫米左右的幾何特征組，允許誤差值一般可設為0.5-5毫米。允許誤差值的大或小影響識別分辨率的低或高；識別分辨率越高，識別精度要求越高或越細致。
[0022]于本實施例，所述被測物體為產品檢具。所述空間三維坐標測量設備101選用多關節式三維測量系統。所述被測物體上的幾何特征組103為固定在檢具主體上、不在同一直線上的檢具測量基準即三個錐形測量座。所述測量系統計算機102為與多關節式三維測量系統配接的測量計算機。
[0023]在測量計算機中，預先存有一組檢具數據，該數據包括被測檢具的三維CAD數據模型和相關測量程序、三個錐形測量座的三維坐標數據以及測量三個錐形測量座坐標數據的允許誤差值。
[0024]三個錐形測量座是經過精加工、方便測量的幾何特征。傳統的檢具測量需要先讀入檢具CAD數據模型，然后測量檢具上的基準以確定檢具測量坐標系，確定坐標系后，再逐一對檢具上的型面進行測量，確定尺寸誤差、再完成修正。在本發明的實施例中，操作者直接采用多關節式三維測量系統對三個錐形測量座進行測量，測量所得的三個錐形測量座的空間三維坐標數據與測量計算機中預存的已知檢具幾何特征組坐標數據庫進行逐一三維匹配比較。當被測檢具的三個錐形測量座的空間三維坐標與預存的某一組幾何特征組的空間三維坐標匹配時，即說明該組數據為被測檢具對應的數據，測量計算機自動調入與該組數據對應的被測檢具的三維CAD數模和相關測量程序，避免了測量前需要在一批檢具數據庫中人工查找所需檢具數據并手工操作完成讀入CAD數模和調用程序。當檢具數據量大時，極大地避免了誤操作、誤用CAD數據和程序，提高了檢具檢測效率，降低了工作強度。
[0025]需要說明的是，本發明的應用并不局限于上述實施例。例如，機械工件上大部分不方便設置銘牌。目前通常采用方法是臨時紙質標簽(粘帖或系掛在工件上)、用記號筆做記號或用包裝做區分。當工件上存在固定關系的幾何特征組(如孔、柱、錐)時，可以采用本發明的工業標識系統，預設幾何特征組的三維坐標關系和匹配允許誤差值，實現對被測工件的數據的自動搜索和自動調用。
[0026]本發明的技術方案用幾何特征的空間坐標關系作為被測物體的標識，可廣泛用于機械制造領域的工裝、檢具、模具、大型工件以及其它有型物體的識別。在被測物體身份確認后，測量系統計算機可自動觸發其它動作，比如執行與該被測物體相關的某程序如調用數據、輸出信號等，從而簡化測量工作流程、提高效率；并可用于某些需要避免使用直觀標識的場合或者不方便加其它標識的場合，以及普通標識容易失去功能的場合，如模糊不清、被油污遮擋等。
[0027]注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【權利要求】
1.一種基于特征空間坐標信息的工業標識系統，其特征在于，包括空間三維坐標測量設備和測量系統計算機； 所述空間三維坐標測量設備用于測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組的空間三維坐標數據，輸出給測量系統計算機； 所述測量系統計算機與空間三維坐標測量設備通信連接，用于將所述幾何特征組的空間三維坐標數據與預存的與該幾何特征組對應的已知物體的幾何特征的空間三維坐標數據進行匹配比較，若匹配比較結果小于預設的允許誤差值，則判定被測物體與已知的物體一致，完成對被測物體的識別。
2.根據權利要求1所述的基于特征空間坐標信息的工業標識系統，其特征在于，所述被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組為三個或三個以上不在同一直線上的孔、柱、錐、球，或者是有固定關系的平面組，或以上的不同組合。
3.根據權利要求1所述的基于特征空間坐標信息的工業標識系統，其特征在于，所述允許誤差值可根據被測物體的尺寸大小靈活設置。
4.根據權利要求1所述的基于特征空間坐標信息的工業標識系統，其特征在于，所述測量系統計算機還用于控制空間三維坐標測量設備測量被測物體上或與被測物體有固定空間位姿關系的幾何特征組的空間三維坐標數據；以及在被測物體被識別成功后，控制觸發與被測物體相關的其它動作。
5.根據權利要求1至4之一所述的基于特征空間坐標信息的工業標識系統，其特征在于，所述空間三維坐標測量設備為三坐標測量機；所述三坐標測量機包括但不限于多關節式三維測量系統、紅外跟蹤光筆測量儀、橋式三坐標測量機、光學非接觸三維測量系統。
【文檔編號】G01B21/00GK103925895SQ201410169508
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】涂成生 申請人:無錫新吉凱氏測量技術有限公司