本發(fā)明涉及物體凹痕測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在日常生活或者工程作業(yè)中，物體凹痕通常會(huì)影響其正常使用。例如，工程作業(yè)中木材或者鋼板的表面凹痕，會(huì)影響其質(zhì)量，改變其使用性能，嚴(yán)重時(shí)影響工程作業(yè)的質(zhì)量，降低安全性能。

目前市場(chǎng)上沒(méi)有專(zhuān)門(mén)測(cè)量物體凹痕的方法或者系統(tǒng)，通常通過(guò)工作人員目測(cè)法大概評(píng)估物體凹痕的表面幾何尺寸和深度，此測(cè)量方式主觀(guān)性較強(qiáng)，只能作為初步評(píng)估。也有一些針對(duì)某種特殊材質(zhì)的物體進(jìn)行凹痕的研究，但是大多數(shù)設(shè)備比較復(fù)雜，成本投入較高，不適用于日常生活或者工程作業(yè)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中凹痕測(cè)量裝置復(fù)雜且成本高的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：封閉箱、k個(gè)平行光光源、k個(gè)光源支架、工業(yè)相機(jī)、控制器；所述k為大于3的整數(shù)；

所述封閉箱為圓柱形的封閉箱體，且所述封閉箱不透光；

所述封閉箱的內(nèi)部箱頂固定有所述工業(yè)相機(jī)；

所述封閉箱的內(nèi)部側(cè)面箱壁上固定有所述k個(gè)光源支架，所述k個(gè)光源支架均勻置于所述封閉箱的內(nèi)部側(cè)面箱壁上，在所述封閉箱的側(cè)面箱壁上形成p層q列，其中p×q＝k，所述p層對(duì)應(yīng)所述側(cè)面箱壁的不同高度，所述q列對(duì)應(yīng)所述側(cè)面箱壁的不同水平位置；所述k個(gè)平行光光源位于所述封閉箱的內(nèi)部，每一個(gè)光源支架上安裝一個(gè)平行光光源，同一高度的平行光光源的入射光與所述封閉箱的箱底夾角相同，不同高度的平行光光源的入射角不同；

所述封閉箱的箱底用于放置被測(cè)物體；

所述工業(yè)相機(jī)和所述k個(gè)平行光光源均與所述控制器連接；所述控制器用于控制所述k個(gè)平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉，還用于控制所述工業(yè)相機(jī)拍攝所述被測(cè)物體，根據(jù)拍攝的圖像獲得所述被測(cè)物體的凹痕表面幾何尺寸與深度。

可選的，所述q＝4，即在所述封閉箱內(nèi)部的側(cè)面箱壁上同一高度均勻布置4個(gè)平行光光源。

可選的，所述q＝n，即在所述封閉箱內(nèi)部的側(cè)面箱壁上同一高度均勻布置n個(gè)平行光光源，所述n為大于2且小于k的整數(shù)。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

傳送帶，所述傳送帶位于所述封閉箱的內(nèi)部箱底，用于傳送被測(cè)物體；所述傳送帶的兩端對(duì)應(yīng)的所述封閉箱的側(cè)面箱壁上設(shè)置有通孔，用于放置被測(cè)物體和取走被測(cè)物體。

一種測(cè)量物體凹痕的方法，所述方法應(yīng)用于測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：封閉箱、k個(gè)平行光光源、k個(gè)光源支架、工業(yè)相機(jī)、控制器；所述k為大于3的整數(shù)；所述封閉箱為圓柱形封閉的箱體，且所述封閉箱不透光；所述封閉箱的內(nèi)部箱頂固定有所述工業(yè)相機(jī)；所述封閉箱的內(nèi)部側(cè)面箱壁上固定有所述k個(gè)光源支架，所述k個(gè)光源支架均勻置于所述封閉箱的內(nèi)部側(cè)面箱壁上，在所述封閉箱的側(cè)面箱壁上形成p層q列，其中p×q＝k，所述p層對(duì)應(yīng)所述側(cè)面箱壁的不同高度；所述k個(gè)平行光光源位于所述封閉箱的內(nèi)部，每一個(gè)光源支架上安裝一個(gè)平行光光源，同一高度的平行光光源的入射光與所述封閉箱的箱底夾角相同，不同高度的平行光光源的入射角不同；所述封閉箱的箱底用于放置被測(cè)物體；所述工業(yè)相機(jī)和所述k個(gè)平行光光源均與所述控制器連接；所述控制器用于控制所述k個(gè)平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉，還用于控制所述工業(yè)相機(jī)拍攝所述被測(cè)物體，根據(jù)拍攝的圖像獲得所述被測(cè)物體的凹痕表面幾何尺寸與深度；

所述方法包括：

利用所述工業(yè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行一次拍攝；

根據(jù)一次拍攝的圖像初步確定所述被測(cè)物體凹痕的形狀；

根據(jù)所述被測(cè)物體凹痕的形狀控制k個(gè)平行光光源中第一高度的平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉；

利用所述工業(yè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行二次拍攝，得到二次拍攝的圖像，進(jìn)行二次拍攝時(shí)，當(dāng)所述k個(gè)平行光光源中一個(gè)平行光光源打開(kāi)時(shí)，前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述工業(yè)相機(jī)對(duì)應(yīng)拍攝一張圖像；

提取所述工業(yè)相機(jī)二次拍攝的圖像中被測(cè)物體的凹痕上邊緣輪廓與平行光光源照射下凹痕壁形成的陰影區(qū)域，形成處理后的圖像；

將所述處理后的圖像擬合為一張綜合圖像；

根據(jù)所述綜合圖像確定所述被測(cè)物體凹痕的表面幾何尺寸與深度。

可選的，所述根據(jù)所述被測(cè)物體凹痕的形狀控制k個(gè)平行光光源中第一高度的平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉，具體包括：

當(dāng)所述被測(cè)物體的凹痕形狀為圓柱或者四棱柱時(shí)，控制所述k個(gè)平行光光源中第一高度的4個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述4個(gè)平行光光源均勻位于所述封閉箱的內(nèi)部的側(cè)面箱壁上。

可選的，所述根據(jù)所述被測(cè)物體凹痕的形狀控制k個(gè)平行光光源中第一高度的平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉，具體包括：

當(dāng)所述被測(cè)物體的凹痕形狀為n棱柱時(shí)，所述n為大于2且小于k的整數(shù)，所述控制器控制所述k個(gè)平行光光源中第一高度的n個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述工業(yè)相機(jī)對(duì)應(yīng)拍攝一張圖像，所述n個(gè)平行光光源中相鄰兩個(gè)平行光光源距離相等。

可選的，所述根據(jù)所述綜合圖像確定所述被測(cè)物體凹痕的表面幾何尺寸與深度，具體包括：

根據(jù)所述綜合圖像的凹痕上邊緣輪廓與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，確定所述被測(cè)物體的凹痕形狀與尺寸；

根據(jù)所述綜合圖像的陰影區(qū)域，利用三角函數(shù)關(guān)系確定所述被測(cè)物體的凹痕的深度。

可選的，所述根據(jù)所述綜合圖像的陰影區(qū)域，利用三角函數(shù)關(guān)系確定所述被測(cè)物體的凹痕的深度，具體包括：

判斷所述陰影區(qū)域是否充滿(mǎn)整個(gè)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部，得到第一判斷結(jié)果；

當(dāng)所述第一判斷結(jié)果表示所述陰影區(qū)域充滿(mǎn)整個(gè)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部時(shí)，利用所述工業(yè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行三次拍攝，得到三次拍攝的圖像，進(jìn)行三次拍攝時(shí)，開(kāi)啟所述k個(gè)平行光光源中第二高度的平行光光源，所述第二高度大于所述第一高度；當(dāng)一個(gè)平行光光源打開(kāi)時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述工業(yè)相機(jī)對(duì)應(yīng)拍攝一張圖像；

提取所述工業(yè)相機(jī)三次拍攝的圖像中平行光光源照射下凹痕壁形成的陰影區(qū)域，形成處理后的圖像；

將所述處理后的圖像擬合為一張二次綜合圖像；

根據(jù)所述二次綜合圖像確定所述被測(cè)物體凹痕的深度；

當(dāng)所述第一判斷結(jié)果表示所述陰影區(qū)域未充滿(mǎn)整個(gè)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部時(shí)，根據(jù)所述第一高度平行光光源的入射光與所述封閉箱的箱底之間的夾角和所述陰影區(qū)域的寬度，利用三角函數(shù)關(guān)系確定所述被測(cè)物體凹痕的深度。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明采用封閉箱、k個(gè)平行光光源、k個(gè)光源支架、工業(yè)相機(jī)、控制器便可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體凹痕的表面幾何尺寸和深度的測(cè)量，裝置簡(jiǎn)單，成本低，便于組裝和拆卸，實(shí)用性高；

具體測(cè)量物體凹痕時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉，對(duì)獲取的圖形進(jìn)行分析，根據(jù)圖像中由于光源的入射角度和凹痕的深度導(dǎo)致的陰影區(qū)域，從而確定物體的凹痕深度，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，計(jì)算時(shí)間短。相比于傳統(tǒng)的人工估算方式，大大提高了測(cè)量物體凹痕的精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)中平行光光源示意圖；

圖3為本發(fā)明測(cè)量物體凹痕的方法流程圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式1的二次拍攝圖；其中圖4a為二次拍攝得到的第一張圖像；圖4b為二次拍攝得到的第二張圖像；圖4c為二次拍攝得到的第三張圖像；圖4d為二次拍攝得到的第四張圖像；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式1中根據(jù)圖4a-圖4b擬合而成的圖像；

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施方式2的二次拍攝圖；其中圖6a和圖6b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；

圖7為本發(fā)明具體實(shí)施方式2中根據(jù)圖6a-圖6b擬合而成的圖像；

圖8為本發(fā)明具體實(shí)施方式2的三次拍攝圖；其中圖8a-圖8b為依次進(jìn)行三次拍攝得到的部分圖像示例；

圖9為本發(fā)明具體實(shí)施方式2中根據(jù)圖8a-圖8b擬合而成的圖像；

圖10為本發(fā)明具體實(shí)施方式3的二次拍攝圖；其中圖10a-圖10b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；

圖11為本發(fā)明具體實(shí)施方式3中根據(jù)圖10a-圖10b擬合而成的圖像；

圖12為本發(fā)明具體實(shí)施方式4的二次拍攝圖；其中圖12a-圖12b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；

圖13為本發(fā)明具體實(shí)施方式4中根據(jù)圖12a-圖12b擬合而成的圖像；

圖14為本發(fā)明具體實(shí)施方式5的二次拍攝圖；其中圖14a-圖14b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；

圖15為本發(fā)明具體實(shí)施方式5中根據(jù)圖14a-圖14b擬合而成的圖像。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，所述系統(tǒng)包括：封閉箱101、k個(gè)平行光光源102、k個(gè)光源支架(圖1中未標(biāo)識(shí))、工業(yè)相機(jī)103、控制器(圖1中未標(biāo)識(shí))。

所述封閉箱101為圓柱形的封閉箱體，且不透光；例如，可以采用不透光材料制成封閉箱101，也可以采用普通材質(zhì)制成圓柱形的封閉箱體，在箱體外覆蓋不透光的包裹層，形成封閉箱101。對(duì)于封閉箱101的形狀，通用的為圓柱形，可以測(cè)量各種形狀的凹痕，在具體應(yīng)用時(shí)，可以針對(duì)特定的凹痕形狀對(duì)應(yīng)不同的封閉箱形狀。例如六面體(長(zhǎng)方體或正方體)或者棱柱形，具體的可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)于封閉箱的形狀進(jìn)行選擇。

封閉箱101的內(nèi)部箱頂固定有所述工業(yè)相機(jī)103；工業(yè)相機(jī)103的視野范圍通常覆蓋整個(gè)箱底，拍攝的圖片也可以拍攝到整個(gè)箱底。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)被測(cè)物體凹痕的大小，適當(dāng)調(diào)節(jié)工業(yè)相機(jī)103的拍攝范圍，只要保證將被測(cè)物體的整個(gè)凹痕拍攝完全且拍攝清楚即達(dá)到要求。

所述封閉箱101的內(nèi)部側(cè)面箱壁上固定有k個(gè)光源支架，k為大于3的整數(shù)，k個(gè)光源支架均勻置于所述封閉箱101的內(nèi)部側(cè)面箱壁上，在所述封閉箱101的側(cè)面箱壁上形成p層q列，其中p×q＝k，所述p層對(duì)應(yīng)所述側(cè)面箱壁的不同高度，所述q列對(duì)應(yīng)所述側(cè)面箱壁的不同水平位置，對(duì)應(yīng)圖1中，p＝2，q＝8，k＝16；k個(gè)平行光光源102位于所述封閉箱101的內(nèi)部，每一個(gè)光源支架上安裝一個(gè)平行光光源102，光源支架的位置即為平行光光源102的位置。

平行光光源102是指發(fā)射光的光面上各點(diǎn)光的強(qiáng)度相等或者近似相等的光源，同一高度的平行光光源102的入射光與所述封閉箱101的箱底夾角相同，不同高度的平行光光源102的入射角不同；且高度越大，入射角越大，入射角即平行光光源102的入射光與所述封閉箱101的箱底夾角。圖2為本發(fā)明測(cè)量物體凹痕的系統(tǒng)中平行光光源示意圖；參見(jiàn)圖2，高度較高的平行光光源入射角為α，高度較低的平行光光源的入射角為β，α>β。

如此設(shè)計(jì)光源支架的位置分布(也就是平行光光源102的位置分布)，是因?yàn)樵趯?shí)際操作時(shí)，打開(kāi)同一高度的平行光光源進(jìn)行拍攝，拍攝到的圖像由于平行光光源102高度小，導(dǎo)致拍攝圖像無(wú)法直接計(jì)算凹痕的深度，此時(shí)需要加大平行光光源102的入射角，通過(guò)高度較高的平行光光源102打開(kāi)，然后再次進(jìn)行拍攝，而且要保證再次拍攝的光源照射位置不變，只變化光源入射角，因此，需要以列的形式將平行光光源102安置在側(cè)面箱壁上。由于需要從多個(gè)水平的角度拍攝被測(cè)物體，因此，以層的形式將平行光光源102安置在側(cè)面箱壁上。

所述封閉箱101的箱底用于放置被測(cè)物體104；所述工業(yè)相機(jī)103和所述k個(gè)平行光光源102均與所述控制器連接；所述控制器用于控制所述k個(gè)平行光光源102的打開(kāi)與關(guān)閉，還用于控制所述工業(yè)相機(jī)103拍攝所述被測(cè)物體104，根據(jù)拍攝的圖像獲得所述被測(cè)物體104的凹痕表面幾何尺寸與深度。

對(duì)于平行光光源的設(shè)置，可以根據(jù)不同的凹痕形狀對(duì)應(yīng)設(shè)置固定個(gè)數(shù)的光源擺放，使得不同的凹痕形狀對(duì)應(yīng)不同的光源個(gè)數(shù)，也就是在具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)凹痕的形狀對(duì)應(yīng)設(shè)置平行光光源102的列數(shù)，即設(shè)置q的大小，例如：當(dāng)凹痕形狀為圓柱或者四棱柱時(shí)，可以令q＝4，即在所述封閉箱101內(nèi)部的側(cè)面箱壁上同一高度安置4個(gè)平行光光源102，所述4個(gè)平行光光源102均勻置于側(cè)面箱壁上；當(dāng)凹痕形狀為n棱柱時(shí)，令q＝n，即在所述封閉箱101內(nèi)部的側(cè)面箱壁上同一高度安置n個(gè)平行光光源102，所述n個(gè)平行光光源102均勻置于側(cè)面箱壁上，所述n為大于2且小于k的整數(shù)。實(shí)現(xiàn)分類(lèi)測(cè)量的效果。還可以將平行光光源設(shè)置多層、多列，根據(jù)不同的凹痕形狀開(kāi)啟平行光光源中對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的部分光源，進(jìn)行拍攝測(cè)量，使得不同的凹痕形狀對(duì)應(yīng)一套測(cè)量裝置即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量，此設(shè)置方式更具通用性。

為了測(cè)量的方便，系統(tǒng)還可以設(shè)置傳送帶，所述傳送帶位于所述封閉箱101的內(nèi)部箱底，用于傳送被測(cè)物體；所述傳送帶的兩端對(duì)應(yīng)的所述封閉箱的側(cè)面箱壁上設(shè)置有通孔，用于放置被測(cè)物體和取走被測(cè)物體。

具體測(cè)量方法參見(jiàn)圖3。

圖3為本發(fā)明測(cè)量物體凹痕的方法流程圖；如圖3所示，所述方法包括：

步驟301：對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行一次拍攝。利用工業(yè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行一次拍攝；拍攝時(shí)，需要平行光光源全部打開(kāi)，或者大部分打開(kāi)，使得拍攝的圖像沒(méi)有陰影，能夠明顯確定凹痕的位置及輪廓，一次拍攝完成后，所有的平行光光源關(guān)閉。

步驟302：確定被測(cè)物體凹痕形狀。根據(jù)一次拍攝的圖像初步確定所述被測(cè)物體凹痕的形狀。

步驟303：控制第一高度平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉。根據(jù)所述被測(cè)物體凹痕的形狀控制k個(gè)平行光光源中第一高度的平行光光源的打開(kāi)與關(guān)閉；當(dāng)所述被測(cè)物體的凹痕形狀為圓柱或者四棱柱時(shí)，控制所述k個(gè)平行光光源中第一高度的4個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述4個(gè)平行光光源均勻置于所述封閉箱的內(nèi)部的側(cè)面箱壁上。當(dāng)所述被測(cè)物體的凹痕形狀為n棱柱時(shí)，所述n為大于2且小于k的整數(shù)，所述控制器控制所述k個(gè)平行光光源中第一高度的n個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述工業(yè)相機(jī)對(duì)應(yīng)拍攝一張圖像，所述n個(gè)平行光光源中相鄰兩個(gè)平行光光源距離相等即所述n個(gè)平行光光源均勻置于所述封閉箱的內(nèi)部的側(cè)面箱壁上。

步驟304：對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行二次拍攝。利用工業(yè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行二次拍攝，得到二次拍攝的圖像，進(jìn)行二次拍攝時(shí)，當(dāng)所述k個(gè)平行光光源中一個(gè)平行光光源打開(kāi)時(shí)，前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述工業(yè)相機(jī)對(duì)應(yīng)拍攝一張圖像。以凹痕形狀為四棱柱為例，此時(shí)需要控制4個(gè)位于不同側(cè)面箱壁上的平行光光源打開(kāi)與關(guān)閉。初始所有的光源關(guān)閉，然后打開(kāi)一個(gè)平行光光源，拍攝一張圖像；打開(kāi)另一個(gè)平行光光源，同時(shí)關(guān)閉前一時(shí)刻打開(kāi)的光源，拍攝一張圖像；再打開(kāi)第三個(gè)平行光光源，同時(shí)關(guān)閉前一時(shí)刻打開(kāi)的光源，拍攝一張圖像；再打開(kāi)第四個(gè)平行光光源，同時(shí)關(guān)閉前一時(shí)刻打開(kāi)的光源，拍攝一張圖像；依次得到四張圖像。每次拍攝圖像時(shí)只打開(kāi)一個(gè)平行光光源，不同的圖像對(duì)應(yīng)不同的光源，保證拍攝的圖像是從被測(cè)物體的不同水平方向拍攝的。由于平行光光源以一定的入射角照射凹痕，因此，拍攝的圖像中被測(cè)物體凹痕處一部分是光源照亮區(qū)域，另一部分是由于凹痕壁導(dǎo)致的陰影區(qū)域。

步驟305：對(duì)圖形進(jìn)行處理、提取所述工業(yè)相機(jī)二次拍攝的圖像中被測(cè)物體的凹痕上邊緣輪廓與平行光光源照射下凹痕壁形成的陰影區(qū)域，形成處理后的圖像。例如，可以采用圖像二值化的方法將拍攝的圖像進(jìn)行處理。

步驟306：將圖像擬合為一張綜合圖像。將所述處理后的圖像按照?qǐng)D像中凹痕的形狀擬合為一張綜合圖像，保證綜合圖像中凹痕完全重疊。

步驟307：確定凹痕的表面幾何尺寸與深度。根據(jù)所述綜合圖像確定所述被測(cè)物體凹痕的表面幾何尺寸與深度。根據(jù)綜合圖像的凹痕上邊緣輪廓與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，確定所述被測(cè)物體的凹痕形狀與尺寸；

根據(jù)綜合圖像的陰影區(qū)域，利用三角函數(shù)關(guān)系確定所述被測(cè)物體的凹痕的深度。確定凹痕深度時(shí)，首先判斷所述陰影區(qū)域是否充滿(mǎn)整個(gè)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部，得到第一判斷結(jié)果；

當(dāng)所述第一判斷結(jié)果表示所述陰影區(qū)域充滿(mǎn)整個(gè)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部時(shí)，說(shuō)明平行光光源的入射角較低，因此利用所述工業(yè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行三次拍攝，得到三次拍攝的圖像，進(jìn)行三次拍攝時(shí)，開(kāi)啟所述k個(gè)平行光光源中第二高度的平行光光源，所述第二高度大于所述第一高度；當(dāng)一個(gè)平行光光源打開(kāi)時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，所述工業(yè)相機(jī)對(duì)應(yīng)拍攝一張圖像；

提取所述工業(yè)相機(jī)三次拍攝的圖像中平行光光源照射下凹痕壁形成的陰影區(qū)域，形成處理后的圖像；

將所述處理后的圖像擬合為一張二次綜合圖像；

根據(jù)所述二次綜合圖像確定所述被測(cè)物體凹痕的深度；

當(dāng)所述第一判斷結(jié)果表示所述陰影區(qū)域未充滿(mǎn)整個(gè)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部時(shí)，根據(jù)所述第一高度平行光光源的入射光與所述封閉箱的箱底之間的夾角α和所述陰影區(qū)域的寬度l，利用三角函數(shù)關(guān)系確定所述被測(cè)物體凹痕的深度h。其中陰影區(qū)域的寬度為光源入射位置距離陰影區(qū)域內(nèi)邊界最近的長(zhǎng)度。

具體實(shí)施方式1：

一次拍攝，確定被測(cè)物體凹痕為圓柱形，控制平行光光源中第一高度的4個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，依次得到四張二次拍攝圖像，依次將四張二次拍攝圖像進(jìn)行處理，提取凹痕輪廓及陰影區(qū)域，得到圖4所示的圖像，圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式1的二次拍攝圖；其中圖4a-圖4d為依次進(jìn)行二次拍攝處理后得到的圖像，四張圖像分別為四個(gè)不同光源開(kāi)啟情況下拍攝得到的圖像。將處理后的圖像進(jìn)行擬合，得到圖5所示的圖像，圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式1中根據(jù)圖4a-圖4b擬合而成的圖像；圖中l(wèi)為陰影的寬度，利用三角函數(shù)關(guān)系便可確定所述被測(cè)物體凹痕的深度h。根據(jù)圖像的寬度與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，便可獲得凹痕的表面幾何尺寸。

具體實(shí)施方式2：

一次拍攝，確定被測(cè)物體凹痕為長(zhǎng)方體(四棱柱)，控制平行光光源中第一高度的4個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，依次得到四張二次拍攝圖像，依次將四張二次拍攝圖像進(jìn)行處理，提取凹痕輪廓及陰影區(qū)域，得到圖6所示的圖像，圖6為本發(fā)明具體實(shí)施方式2的二次拍攝圖；其中圖6a和圖6b為依次進(jìn)行二次拍攝處理后得到的部分圖像示例；兩圖像分別為兩個(gè)不同光源開(kāi)啟的情況下拍攝得到的圖像。將處理后的圖像進(jìn)行擬合，得到圖7所示的圖像，圖7為本發(fā)明具體實(shí)施方式2中根據(jù)二次拍攝圖像擬合而成的圖像；圖中陰影充滿(mǎn)凹痕上邊緣輪廓的內(nèi)部，說(shuō)明平行光光源的入射角度較低，因此控制平行光光源中第二高度的4個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，進(jìn)行三次拍攝，第二高度大于第一高度，相應(yīng)的平行光光源的入射角大于第一高度平行光光源的入射角。依次四張三次拍攝的圖像，圖8為本發(fā)明具體實(shí)施方式2的三次拍攝圖；其中圖8a-圖8b為依次進(jìn)行三次拍攝處理后得到的部分圖像示例；圖9為本發(fā)明具體實(shí)施方式2中根據(jù)三次拍攝圖像擬合而成的圖像；圖中l(wèi)為陰影的寬度，利用三角函數(shù)關(guān)系便可確定所述被測(cè)物體凹痕的深度h。根據(jù)圖像的寬度與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，便可獲得凹痕的寬度。

具體實(shí)施方式3：

一次拍攝，確定被測(cè)物體凹痕為長(zhǎng)方體(四棱柱)，控制平行光光源中第一高度的4個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，依次得到四張二次拍攝圖像，依次將四張二次拍攝圖像進(jìn)行處理，提取凹痕輪廓及陰影區(qū)域，得到圖10所示的圖像，圖10為本發(fā)明具體實(shí)施方式3的二次拍攝圖；其中圖10a-圖10b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；根據(jù)圖像可知，4個(gè)平行光光源分別從長(zhǎng)方體的上邊緣角的方向入射，也就是4個(gè)平行光光源位于長(zhǎng)方體的上邊緣角的位置，兩圖像分別為兩個(gè)不同光源開(kāi)啟的情況下拍攝得到的圖像。將處理后的圖像進(jìn)行擬合，得到圖11所示的圖像，圖11為本發(fā)明具體實(shí)施方式3中根據(jù)二次拍攝圖像擬合而成的圖像；圖中l(wèi)為陰影的寬度，利用三角函數(shù)關(guān)系便可確定所述被測(cè)物體凹痕的深度h。根據(jù)圖像的寬度與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，便可獲得凹痕的表面幾何尺寸。

具體實(shí)施方式4：

一次拍攝，確定被測(cè)物體凹痕為五棱柱，控制平行光光源中第一高度的5個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，依次得到5張二次拍攝圖像，依次將5張二次拍攝圖像進(jìn)行處理，提取凹痕輪廓及陰影區(qū)域，得到圖12所示的圖像，圖12為本發(fā)明具體實(shí)施方式4的二次拍攝圖；其中圖12a-圖12b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；根據(jù)圖像可知，5個(gè)平行光光源分別從五棱柱的上邊緣垂直于邊的方向入射，兩圖像分別為兩個(gè)不同光源開(kāi)啟的情況下拍攝得到的圖像。將處理后的圖像進(jìn)行擬合，得到圖13所示的圖像，圖13為本發(fā)明具體實(shí)施方式4中根據(jù)二次拍攝圖像擬合而成的圖像；圖中l(wèi)為陰影的寬度，利用三角函數(shù)關(guān)系便可確定所述被測(cè)物體凹痕的深度h。根據(jù)圖像的寬度與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，便可獲得凹痕的表面幾何尺寸。

具體實(shí)施方式5：

一次拍攝，確定被測(cè)物體凹痕為五棱柱，控制平行光光源中第一高度的5個(gè)平行光光源依次打開(kāi)，每次打開(kāi)一個(gè)平行光光源時(shí)前一時(shí)刻開(kāi)啟的平行光光源關(guān)閉，依次得到5張二次拍攝圖像，依次將5張二次拍攝圖像進(jìn)行處理，提取凹痕輪廓及陰影區(qū)域，得到圖14所示的圖像，圖14為本發(fā)明具體實(shí)施方式5的二次拍攝圖；其中圖14a-圖14b為依次進(jìn)行二次拍攝得到的部分圖像示例；根據(jù)圖像可知，5個(gè)平行光光源分別從五棱柱的上邊緣的五個(gè)角的方向入射，兩圖像分別為兩個(gè)不同光源開(kāi)啟的情況下拍攝得到的圖像。將處理后的圖像進(jìn)行擬合，得到圖15所示的圖像，圖15為本發(fā)明具體實(shí)施方式5中根據(jù)二次拍攝圖像擬合而成的圖像；圖中l(wèi)為陰影的寬度，利用三角函數(shù)關(guān)系便可確定所述被測(cè)物體凹痕的深度h。根據(jù)圖像的寬度與工業(yè)相機(jī)的拍攝比例，便可獲得凹痕的寬度。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。