CN108398101A - 一种工件形貌的测量方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工件形貌的测量方法和***，该方法包括：利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据；根据所述待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌。本方案将对于待测工件的表面形貌的测量细化为对于待测工件的表面上的各个点的距离信息的测量，解决了对于待测工件整体进行测量难度大的问题，且用于进行距离信息的测量的激光测距仪具有测量精度高的特点，有助于得到较为准确的工件表面形貌的测量结果。
Description
技术领域
本发明涉及高精度测量技术领域，尤其涉及一种工件形貌的测量方法和***。
背景技术
现有技术中，通常利用投影成像的技术来实现工件形貌的测量，投影成像又称为投影法，投影法是借助光只能延直线传播这个原理，设计出的对于物体外轮廓进行成像的测量方法，单纯的投影法(不使用任何数值处理过程)的成像精度在11μm以上，从理论上来说，投影法无法实现11μm以下的成像。也就是说，基于现有技术无法实现对常规尺寸的工件的表面形貌的测量，无法满足现有工业生产中对于工件形貌的检测测量需求。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种工件形貌的测量方法和***，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种工件形貌的测量方法，包括：
利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据；
根据待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌。
可选地，利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据包括：
将激光测距仪安装于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动实现激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，得到待测工件的表面上各点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据；
根据待测工件的表面上每个点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据、以及激光测距仪所在的运动平台与基准位置的位置关系，得到待测工件的表面上的该点与基准位置的距离数据。
可选地，待测工件的表面上的每个点与基准位置的距离数据包括：该点的坐标数据以及该点与基准位置之间的距离；
则根据待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌包括：根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相应的与基准位置之间的距离，得到不同点之间的相对深度；根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相对深度，重构出待测工件的表面上各点的分布以及相应的相对深度，作为待测工件的表面形貌。
可选地，当激光测距仪为多个时，将激光测距仪安装于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动实现激光测距仪对待测工件的表面进行扫描包括：
将多个激光测距仪分别安装于不同的运动平台上，通过控制各运动平台的转动和/或平动实现多个激光测距仪分别对待测工件的不同表面同时进行扫描。
可选地，在利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描之前，该方法进一步包括：
利用图像传感器对待测工件的表面进行成像探测，得到待测工件的表面的二维图像；
根据待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑；
则利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描包括：根据待测工件的表面对应的扫描逻辑控制激光测距仪所在的运动平台的转动和/或平动，实现激光测距仪对待测工件的表面的扫描。
可选地，待测工件为电连接器，待测工件的表面为电连接器的连接端面；
根据所述待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑包括：
根据电连接器的连接端面的二维图像，计算该连接端面的分布范围、该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度；
根据该连接端面的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围，确定该连接端面的***区域的扫描范围和/或扫描精度；
根据该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度，确定该连接端面中的针脚或针孔区域的扫描范围和/或扫描精度。
依据本发明的另一个方面，提供了一种工件形貌的测量***，包括：基座，数据处理装置，以及至少一个激光测距仪；
基座上设置有置物台，置物台用于放置待测工件；
激光测距仪用于对置物台上的待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据并发送至数据处理装置；
数据处理装置用于对待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据进行处理，重构出待测工件的表面形貌。
可选地，基座上还设置有至少一个运动平台；每个运动平台包括旋转台和平移台；
每个激光测距仪安装于一个运动平台上；
激光测距仪能够通过运动平台的转动和/或平动对置物台上的待测工件的表面进行扫描，得到待测工件的表面上各点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据并发送至数据处理装置；
数据处理装置用于根据待测工件的表面上每个点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据、以及激光测距仪所在的运动平台与基准位置的位置关系，得到待测工件的表面上的该点与基准位置的距离数据。
可选地，待测工件的表面上的每个点与基准位置的距离数据包括：该点的坐标数据以及该点与基准位置之间的距离；
数据处理装置用于根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相应的与基准位置之间的距离，得到不同点之间的相对深度；根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相对深度，重构出待测工件的表面上各点的分布以及相应的相对深度，作为待测工件的表面形貌。
可选地，当该***包括多个激光测距仪时，
多个激光测距仪分别安装在不同的运动平台上，各激光测距仪能够通过各运动平台的转动和/或平动对置物台上的待测工件的不同表面同时进行扫描。
可选地，该***进一步包括：图像传感器和图像处理器；
图像传感器用于在激光测距仪对待测工件的表面进行扫描之前，对待测工件的表面进行成像探测，得到待测工件的表面的二维图像并发送至图像处理器；
图像处理器用于根据所述待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑并发送至激光测距仪所在的运动平台；
运动平台根据接收到的扫描逻辑进行转动和/或平动。
可选地，待测工件为电连接器，待测工件的表面为电连接器的连接端面；
图像传感器能够对电连接器的表面进行成像探测，得到电连接器的连接端面的二维图像并发送至图像处理器
图像处理器用于根据电连接器的连接端面的二维图像，计算该连接端面的分布范围、该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度；根据该连接端面的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围，确定该连接端面的***区域的扫描范围和/或扫描精度；根据该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度，确定该连接端面中的针脚或针孔区域的扫描范围和/或扫描精度。
由上述可知，本发明提供的技术方案通过激光测距仪对待测工件的表面的扫描测量来实现对于待测工件的表面形貌的重构，具体地，依据激光测距仪测量得到的待测工件的表面上的每个点对应的距离数据可以获知待测工件的表面上的每个点的形貌特征，各个点的形貌特征共同组成了待测工件的表面的形貌特征。本方案将对于待测工件的表面形貌的测量细化为对于待测工件的表面上的各个点的距离信息的测量，解决了对于待测工件整体进行测量难度大的问题，且用于进行距离信息的测量的激光测距仪具有测量精度高的特点，有助于得到较为准确的工件表面形貌的测量结果。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的一种工件形貌的测量方法的流程图；
图2示出了根据本发明另一个实施例的一种工件形貌的测量方法的流程图；
图3示出了根据本发明一个实施例的一种工件形貌的测量***的示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的一种工件形貌的测量***的结构图；
图5A示出了根据本发明一个实施例的工件形貌的测量***在确定待测工件的表面的扫描逻辑时的结构图；
图5B示出了根据本发明一个实施例的工件形貌的测量***在对待测工件的表面进行扫描时的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1示出了根据本发明一个实施例的一种工件形貌的测量方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S110，利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据。
本步骤中，激光测距仪所测量的点的疏密程度取决于激光测距仪的扫描精度，在此不做限制。基准位置可根据测量需要进行标定选取，在同一测量过程中维持不变即可，在此也不做限制。
步骤S120，根据待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌。
可见，图1所示的方法通过激光测距仪对待测工件的表面的扫描测量来实现对于待测工件的表面形貌的重构，具体地，依据激光测距仪测量得到的待测工件的表面上的每个点对应的距离数据可以获知待测工件的表面上的每个点的形貌特征，各个点的形貌特征共同组成了待测工件的表面的形貌特征。本方案将对于待测工件的表面形貌的测量细化为对于待测工件的表面上的各个点的距离信息的测量，解决了对于待测工件整体进行测量难度大的问题，且用于进行距离信息的测量的激光测距仪具有测量精度高的特点，有助于得到较为准确的工件表面形貌的测量结果。
在本发明的一个实施例中，本方案所采用的激光测距仪安装于运动平台上，运动平台的转动和/或平动带动安装于其上的激光测距仪的转动和/或平动，通过控制运动平台的转动和/或平动来实现激光测距仪对待测工件的表面的扫描，运动平台的步进精度决定了激光测距仪的扫描精度。激光测距仪包括：激光器、图像信号传感器和图像信号处理器。激光测距仪的工作原理是：激光器输出的激光照射到待测工件的表面上的一点处，在该点处发生反射，图像信号传感器接收相应的反射光形成相应的图像信号；图像信号处理器能够对图像传感器输出的图像信号进行处理，获得激光输出平面与激光反射位置之间的距离。
基于上述说明，则图1所示的方法中步骤S110利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据的具体实施过程是：1、将激光测距仪安装于运动平台上，进行如下扫描过程：控制运动平台的转动和/或平动，使得激光测距仪输出的激光照射到待测工件的表面上的一点，激光测距仪测量该点对应的距离数据；再控制运动平台的转动和/或平动，使得激光测距仪输出的激光照射到待测工件的表面上的另一点，激光测距仪测量该点对应的距离数据，……，重复此过程直至扫描完待测工件的表面范围。即通过控制运动平台的转动和/或平动实现激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，得到待测工件的表面上各点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据。2、根据待测工件的表面上每个点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据、以及激光测距仪所在的运动平台与基准位置的位置关系，得到待测工件的表面上的该点与基准位置的距离数据。具体地，在测量过程中，激光测距仪所在的运动平台的每个静止间隔对应于激光测距仪对于待测工件的表面上的一点的测量，则在激光测距仪所在的运动平台的每个静止间隔，根据激光测距仪所在的运动平台的当前位置与预先标定的基准位置获知二者之间的位置关系，进一步根据激光测距仪所在的运动平台与基准位置之间的位置关系以及激光测距仪在运动平台上的位置，获知激光测距仪的激光输出平面与基准位置的位置关系；进而在得到待测工件的表面上每个点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离关系后，辅助以激光测距仪的激光输出平面与基准位置的位置关系即可得到待测工件的表面上的每个点与基准位置之间距离。
在本发明的一个实施例中，待测工件的表面上的每个点与基准位置的距离数据包括：该点的坐标数据以及该点与基准位置之间的距离；则图1所示方法的步骤S120根据待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌包括：根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相应的与基准位置之间的距离，得到不同点之间的相对深度；根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相对深度，重构出待测工件的表面上各点的分布以及相应的相对深度，作为待测工件的表面形貌。
进一步地，为了提高工件表面形貌的测量效率，本方案可以采用多个激光测距仪并行地对待测工件的不同表面进行扫描测量。在本发明的一个实施例中，当激光测距仪为多个时，上述将激光测距仪安装于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动实现激光测距仪对待测工件的表面进行扫描包括：将多个激光测距仪分别安装于不同的运动平台上，通过控制各运动平台的转动和/或平动实现多个激光测距仪分别对待测工件的不同表面同时进行扫描。例如，待测工件具有a表面和b表面，将两个激光测距仪分别安装于两个运动平台上，通过一个运动平台的转动和/或平动实现其上的激光测距仪对a表面的扫描，通过另一个运动平台的转动和/或平动实现其上的激光测距仪对b表面的扫描，两个运动平台的运动相互独立互不干扰，两个激光测距仪的测量过程相互独立互不干扰，能够快速有效地完成待测工件的a表面和b表面的重构。在其它实施例中，也可以将待测工件放置于一个运动平台上，运动平台的转动和/或平动带动待测工件的转动和/或平动，而待测工件的转动和/或平动可以作为激光测距仪所在的运动平台的运动的补偿或辅助，实现对待测工件的表面的扫描。
图2示出了根据本发明另一个实施例的一种工件形貌的测量方法的流程图。如图2所示，该方法包括：
步骤S210，利用图像传感器对待测工件的表面进行成像探测，得到待测工件的表面的二维图像。
本步骤中，可以采用CCD光电耦合探测器作为图像传感器。本方案将图像传感器安装于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动带动图像传感器的运动，具体地，控制运动平台的运动使得图像传感器能够接收到待测工件的表面的散射光，进而能够对待测工件的表面进行成像，得到相应的二维图像。或者，图像传感器静止不动，待测工件置于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动带动待测工件的运动，具体地，控制运动平台的运动将待测工件移动到一定位置使得图像传感器能够接收到待测工件的表面的散射光，进而能够对待测工件的表面进行成像，得到相应的二维图像。
步骤S220，根据待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑。
本步骤中得到的待测工件的表面对应的扫描逻辑指示了待测工件的表面的扫描范围和/或扫描精度等信息，不同的表面适配于不同的扫描逻辑。
步骤S230，根据待测工件的表面对应的扫描逻辑控制激光测距仪所在的运动平台的转动和/或平动，实现激光测距仪对待测工件的表面的扫描，测量得到待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据。
步骤S240，根据待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌。
可见，在图1所示的方法的基础上，图2所示的方法预先通过对待测工件的表面进行拍照的方式获得待测工件的表面的二维图像，对于二维图像的分析处理可以获知待测工件的表面的粗略的分布信息，进而可以确定适配于该表面的扫描逻辑，激光测距仪依据该扫描逻辑对待测工件的表面进行扫描，可以有效地提高扫描效率和扫描结果利用率，减少无效扫描，符合测量需求。
例如，待测工件为电连接器，待测工件的表面为电连接器的连接端面，通过电连接器的连接端面所具有的较为特殊的结构来说明图2所示的方法。具体地，在利用图像传感器对电连接器的连接端面进行成像探测得到电连接器的连接端面的二维图像后，根据电连接器的连接端面的二维图像，计算该连接端面的分布范围、该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度；根据该连接端面的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围，确定该连接端面的***区域的扫描范围和/或扫描精度；根据该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度，确定该连接端面中的针脚或针孔区域的扫描范围和/或扫描精度。其中，电连接器的连接端面的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸体现出每个针脚或针孔的位置以及每个针脚或针孔的截面尺寸，如直径，针脚或针孔的分布密度体现出针脚与针脚之间或者针孔与针孔之间的间隔尺寸，在确定针脚或针孔区域的扫描精度时可以确定两种扫描精度，在对每个针脚或针孔的截面上的点进行扫描时，扫描精度小于针脚或针孔的直径，在对针脚与针脚之间或者针孔与针孔之间的间隔进行扫描时，扫描精度小于间隔尺寸即可。
图3示出了根据本发明一个实施例的一种工件形貌的测量***的示意图。如图3所示，该工件形貌的测量***包括：基座100，数据处理装置200，以及至少一个激光测距仪300。
基座100上设置有置物台110，置物台110用于放置待测工件；激光测距仪300用于对置物台110上的待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据并发送至数据处理装置200；数据处理装置200用于对所述待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据进行处理，重构出待测工件的表面形貌。
可见，图3所示的工件形貌的测量***通过激光测距仪对待测工件的表面的扫描测量来实现对于待测工件的表面形貌的重构，具体地，依据激光测距仪测量得到的待测工件的表面上的每个点对应的距离数据可以获知待测工件的表面上的每个点的形貌特征，各个点的形貌特征共同组成了待测工件的表面的形貌特征。本方案将对于待测工件的表面形貌的测量细化为对于待测工件的表面上的各个点的距离信息的测量，解决了对于待测工件整体进行测量难度大的问题，且用于进行距离信息的测量的激光测距仪具有测量精度高的特点，有助于得到较为准确的工件表面形貌的测量结果。
在本发明的一个实施例中，基座100上还设置有至少一个运动平台；每个运动平台包括旋转台和平移台；每个激光测距仪300安装于一个运动平台上；激光测距仪300能够通过运动平台的转动和/或平动对置物台110上的待测工件的表面进行扫描，得到待测工件的表面上各点与激光测距仪300的激光输出平面之间的距离数据并发送至数据处理装置200；数据处理装置200用于根据待测工件的表面上每个点与激光测距仪300的激光输出平面之间的距离数据、以及激光测距仪300所在的运动平台与基准位置的位置关系，得到待测工件的表面上的该点与基准位置的距离数据。
其中，待测工件的表面上的每个点与基准位置的距离数据包括：该点的坐标数据以及该点与基准位置之间的距离；数据处理装置200用于根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相应的与基准位置之间的距离，得到不同点之间的相对深度；根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相对深度，重构出待测工件的表面上各点的分布以及相应的相对深度，作为待测工件的表面形貌。
在本发明的一个实施例中，当该工件形貌的测量***包括多个激光测距仪300时，多个激光测距仪300分别安装在不同的运动平台上，各激光测距仪300能够通过各运动平台的转动和/或平动对置物台110上的待测工件的不同表面同时进行扫描。
在上述基础上，进一步地，在本发明的一个实施例中，该工件形貌的测量***还包括：图像传感器和图像处理器；图像传感器用于在激光测距仪300对待测工件的表面进行扫描之前，对待测工件的表面进行成像探测，得到待测工件的表面的二维图像并发送至图像处理器；图像处理器用于根据所述待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑并发送至激光测距仪300所在的运动平台；运动平台根据接收到的扫描逻辑进行转动和/或平动。
图4示出了根据本发明一个实施例的一种工件形貌的测量***的结构图，如图4所示，该工件形貌的测量***包括：基座100、两个激光测距仪300、图像传感器400、以及未标示出的数据处理装置和图像处理器，其中数据处理装置分别与激光测距仪300连接，图像处理器与图像传感器400连接，数据处理装置与图像处理器可以是同一个装置也可以是两个不同的装置，在此不做限制。
以图中所示垂直于纸面向里的方向为x轴方向，纸面上的水平向左的方向为y轴方向，纸面上的竖直向上的方向为z轴方向，x轴、y轴和z轴构成右手坐标系。基座100上设置有置物台110，置物台110用于放置待测工件，在本实施例中，置物台110包括：x轴电控平移台111、y轴方向电控平移台112,、以及电控转动台113，测量时待测工件放置于电控转动台113上，置物台110中的x轴电控平移台111和y轴方向电控平移台112用于实现置物台110上的待测工件在基座100的水平面上的运动，置物台110中的电控转动台113用于实现对置物台110上的待测工件的转动，以调整待测工件的摆放角度，以实现360度全场测量。基座100上还设置有z轴电控平移台120，安装于基座100的侧方，用于实现竖直方向的运动。
激光测距仪300固定于z轴电控平移台120上，主要作用是用于测量待测工件的表面形貌特征，为了完整地描述待测工件的表面的全部形貌特征，该工件形貌的测量***配备了两个激光测距仪300，且两个激光测距仪300在z轴电控平移台120上的放置情况使得两个激光测距仪300的输出激光的出射方向相互垂直，每个激光测距仪300皆独立采集距离数据，互不干扰。
如图4所示，图像传感器400也固定于z轴电控平移台120上，图像传感器400采用CCD光电耦合探测器，其主要作用是对待测工件的表面的二维图像进行成像并记录，后续通过图像处理器的图像识别和分析，以获得适配于最佳的扫描运动方式的扫描逻辑。
以一个具体的例子来说明图4所示的工件形貌的测量***的工作流程。在本例中，待测工件为电连接器，待测工件的表面为电连接器的连接端面。在进行测量之前，将电连接器放置于电控转动台113上，使得电连接器的连接端面朝上垂直于z轴方向。控制y轴方向电控平移台112带动电连接器向y轴负方向移动，移动至图像传感器400能够对电连接器的连接端面进行成像探测的位置。图像传感器400对电连接器的连接端面进行拍照，得到电连接器的连接端面的二维图像并发送至图像处理器；图像处理器用于根据电连接器的连接端面的二维图像，计算该连接端面的分布范围、该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度；根据该连接端面的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围，确定该连接端面的***区域的扫描范围和/或扫描精度；根据该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度，确定该连接端面中的针脚或针孔区域的扫描范围和/或扫描精度；即确定了连接端面对应的扫描逻辑，图5A示出了根据本发明一个实施例的工件形貌的测量***在确定待测工件的表面的扫描逻辑时的结构，图中虚线框中标示出了y轴方向电控平移台112带动待测工件移动到适于图像传感器400拍照的位置。
在确定电连接器的连接端面对应的扫描逻辑之后，控制y轴方向电控平移台112带动电连接器向y轴正方向移动，将电连接器送入激光测距仪300的扫描测距区域，图5B示出了根据本发明一个实施例的工件形貌的测量***在对待测工件的表面进行扫描时的结构图，图中虚线框中标示出了y轴方向电控平移台112带动待测工件移动到适于激光测距仪300进行扫描测距的位置。此时，依据已确定的扫描逻辑，通过控制x轴方向电控平移台111、y轴方向电控平移台112、电控转动台113、以及z轴方向电控平移台120的平动和转动相结合，实现激光测距仪300对待测工件的表面的详细的扫描。依据此原则，多个电控平移台和电控转动台的联合运动，能够实现对待测工件的五个表面的快速扫描。针对表面结构不同的待测工件，使用不同的扫描逻辑，基于双激光测距仪的扫描机械结果，可以保证扫描的速度与精度，实现多维扫描。在上述例子中，待测工件的表面对应的扫描逻辑也可根据电连接器的连接端面的针脚或针孔的密度和高度/深度来决定，且使用两个激光测距仪300的主要目的在于并行进行多面扫描以及确保***自身坐标系的正确定，相互正交的激光测距仪300与运动导轨相互配合，可以实现六个自由度的扫描测量，进一步地，也可使用一个或者两个以上的激光测距仪300，在此均不做限制。
其中，图5A与图5B中的各部件与图4所标示的完全一致，仅仅由于置物台110的运动而产生了位置的变化，图5A与图5B旨在用于说明位置的变化情况，因此不再重复标示各部分的数字标识。
在本发明的一个实施例中，上述工件形貌的测量***的机械控制部分与数据采集部分可以由同一个程序控制实现，待测工件的表面形貌的重构过程需要单独的程序控制实现，该***的扫描精度可以控制在10微米左右或更小。
需要说明的是，图3-图5所示的***的各实施例与图1-图2所示方法的各实施例对应相同，上文中已详细说明过的部分在下文中即不再赘述。
综上所述，本发明提供的技术方案通过激光测距仪对待测工件的表面的扫描测量来实现对于待测工件的表面形貌的重构，具体地，依据激光测距仪测量得到的待测工件的表面上的每个点对应的距离数据可以获知待测工件的表面上的每个点的形貌特征，各个点的形貌特征共同组成了待测工件的表面的形貌特征。本方案将对于待测工件的表面形貌的测量细化为对于待测工件的表面上的各个点的距离信息的测量，解决了对于待测工件整体进行测量难度大的问题，且用于进行距离信息的测量的激光测距仪具有测量精度高的特点，有助于得到较为准确的工件表面形貌的测量结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种工件形貌的测量方法，其特征在于，包括：
利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据；
根据所述待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据包括：
将激光测距仪安装于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动实现激光测距仪对待测工件的表面进行扫描，得到待测工件的表面上各点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据；
根据待测工件的表面上每个点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据、以及激光测距仪所在的运动平台与基准位置的位置关系，得到待测工件的表面上的该点与基准位置的距离数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，待测工件的表面上的每个点与基准位置的距离数据包括：该点的坐标数据以及该点与基准位置之间的距离；
则所述根据所述待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据，重构出待测工件的表面形貌包括：根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相应的与基准位置之间的距离，得到不同点之间的相对深度；根据待测工件的表面上各点的坐标数据以及相对深度，重构出待测工件的表面上各点的分布以及相应的相对深度，作为待测工件的表面形貌。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当激光测距仪为多个时，所述将激光测距仪安装于运动平台上，通过控制运动平台的转动和/或平动实现激光测距仪对待测工件的表面进行扫描包括：
将多个激光测距仪分别安装于不同的运动平台上，通过控制各运动平台的转动和/或平动实现多个激光测距仪分别对待测工件的不同表面同时进行扫描。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描之前，该方法进一步包括：
利用图像传感器对待测工件的表面进行成像探测，得到待测工件的表面的二维图像；
根据所述待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑；
则所述利用激光测距仪对待测工件的表面进行扫描包括：根据所述待测工件的表面对应的扫描逻辑控制激光测距仪所在的运动平台的转动和/或平动，实现激光测距仪对待测工件的表面的扫描。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，待测工件为电连接器，待测工件的表面为电连接器的连接端面；
所述根据所述待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑包括：
根据电连接器的连接端面的二维图像，计算该连接端面的分布范围、该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度；
根据该连接端面的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围，确定该连接端面的***区域的扫描范围和/或扫描精度；
根据该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度，确定该连接端面中的针脚或针孔区域的扫描范围和/或扫描精度。
7.一种工件形貌的测量***，其特征在于，包括：基座，数据处理装置，以及至少一个激光测距仪；
基座上设置有置物台，置物台用于放置待测工件；
激光测距仪用于对置物台上的待测工件的表面进行扫描，测量待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据并发送至数据处理装置；
数据处理装置用于对所述待测工件的表面上各点与基准位置的距离数据进行处理，重构出待测工件的表面形貌。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，基座上还设置有至少一个运动平台；每个运动平台包括旋转台和平移台；
每个激光测距仪安装于一个运动平台上；
激光测距仪能够通过运动平台的转动和/或平动对置物台上的待测工件的表面进行扫描，得到待测工件的表面上各点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据并发送至数据处理装置；
数据处理装置用于根据待测工件的表面上每个点与激光测距仪的激光输出平面之间的距离数据、以及激光测距仪所在的运动平台与基准位置的位置关系，得到待测工件的表面上的该点与基准位置的距离数据。
9.如权利要求8所述的***，其特征在于，该***进一步包括：图像传感器和图像处理器；
图像传感器用于在激光测距仪对待测工件的表面进行扫描之前，对待测工件的表面进行成像探测，得到待测工件的表面的二维图像并发送至图像处理器；
图像处理器用于根据所述待测工件的表面的二维图像，得到待测工件的表面对应的扫描逻辑并发送至激光测距仪所在的运动平台；
运动平台根据接收到的扫描逻辑进行转动和/或平动。
10.如权利要求9所述的***，其特征在于，待测工件为电连接器，待测工件的表面为电连接器的连接端面；
图像传感器能够对电连接器的表面进行成像探测，得到电连接器的连接端面的二维图像并发送至图像处理器
图像处理器用于根据电连接器的连接端面的二维图像，计算该连接端面的分布范围、该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度；根据该连接端面的分布范围、以及该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围，确定该连接端面的***区域的扫描范围和/或扫描精度；根据该连接端面中的针脚或针孔区域的分布范围、以及以及该连接端面中的针脚或针孔区域中针脚或针孔的分布尺寸和分布密度，确定该连接端面中的针脚或针孔区域的扫描范围和/或扫描精度。
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