[發明專利]汽車輪轂螺栓孔節圓中心和中孔中心偏心距在線測量方法

有效

• 申請號: 201210319003.2
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102818544A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 王磊;郭淑霞;馮彬;彭胤;胡天林
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森;曾權

技術領域

本發明涉及一種生產線上機器視覺自動測量，尤其是涉及一種汽車輪轂自動化生產線PCD工位對汽車輪轂螺栓孔節圓中心和中孔中心偏心距在線測量方法。

背景技術

汽車輪轂是直接關系到車輛高速行駛安全性和舒適性的關鍵零件，其螺栓孔節圓中心和中孔中心的偏心距是影響輪轂質量的關鍵參數。如何在自動化生產線上對汽車輪轂螺栓孔節圓和中孔中心偏心距進行快速、精確的測量，是直接關系到汽車輪轂質量的重要技術難題。目前，該偏心距是由專用的孔距（PCD）量具手工測量得到的，效率低、精度低。

機器視覺是用計算機實現人的視覺功能，即用機器代替人眼來做測量和判斷?；跈C器視覺的幾何量測量技術具有非接觸、柔性好、精度高、速度快、自動化和智能化水平高等優點。基于機器視覺的測量方法不影響待測物體表面特性，可以達到較高的測量精度。中國專利《基于圖像識別的輪轂安裝孔形位參數的檢測方法》和《一種基于CCD圖像技術的車輛輪轂檢測裝置》，采用機器視覺的方法實現了汽車輪轂螺栓孔、中孔及螺栓孔節圓直徑參數的測量，但是未包含螺栓孔節圓中心和中孔中心偏心距測量。

在汽車輪轂自動化生產線PCD工位上，汽車輪轂螺栓孔節圓中心和中孔中心偏心距測量存在以下特點：1、輪轂螺栓孔節圓所在平面和中孔所在平面不共面，因而兩個平面與成像平面距離不同；2、輪轂中心軸與成像系統光軸無法嚴格重合。

由于以上兩個特點，成像系統對螺栓孔節圓和中孔產生不同的透視效果，使圖像所得螺栓孔節圓中心與中孔中心發生相對移動，因此偏心距矢量是實際偏心距矢量與系統誤差矢量的合成。如何將實際偏心距與系統誤差分離是一個本發明解決的重要技術難題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有汽車輪轂自動化生產線PCD工位測量設備存在的問題，提供一種方法簡單、精確度較高、速度較快的汽車輪轂螺栓孔節圓中心和中孔中心偏心距視覺測量方法，完成實際偏心距和系統誤差的分離，得到更精確的偏心距測量結果。

本發明包括以下步驟：

1）測量系統誤差標定；

2）測量輪轂偏心距。

在步驟1）中，所述測量系統誤差標定的具體方法可為：

（1）選取該型號的任一輪轂，置于汽車輪轂自動化生產線PCD工位，根據輪轂型號，得到輪轂螺栓孔節圓所在平面的位置坐標信息，控制相機上下移動，使其對焦于輪轂螺栓孔所在平面；

（2）繞中心孔旋轉輪轂，每隔固定角度由成像系統對其投影成像，輪轂旋轉一周，采集多幅圖像；

（3）處理每一幅圖像，多幅圖像得到多個偏心距矢量；

（4）對多個偏心距矢量求平均值，得到該型號輪轂的系統誤差矢量。

在步驟2）中，所述測量輪轂偏心距的具體方法可為：

（1）用亞像素閾值分割法得到輪轂中心孔亞像素邊緣，通過亞像素最小二乘圓擬合得到中孔中心；

（2）用亞像素閾值分割法得到輪轂螺栓孔亞像素邊緣，通過亞像素最小二乘圓擬合得到螺栓孔圓心；

（3）根據螺栓孔圓心坐標信息，進行最小二乘圓擬合，得到螺栓孔節圓中心；

（4）中孔中心指向螺栓孔節圓中心的矢量即為偏心距矢量，由中孔圓心與螺栓孔節圓中心的距離（矢量長度）和中孔中心指向螺栓孔節圓中心所連直線到X軸非負半軸的角度（矢量方向）表示。

根據與待測輪轂型號相同的輪轂標定所得的系統誤差矢量，校正待測輪轂偏心距矢量，得到輪轂實際偏心距矢量，其處理方法為：實際偏心距矢量為偏心距矢量與系統誤差矢量的矢量差。

本發明在汽車輪轂自動化生產線PCD工位上，對已知型號的任意一個輪轂進行標定，得到該型號輪轂因輪轂螺栓孔節圓和中孔平面不共面及輪轂中心軸與成像系統光軸無法重合造成的系統誤差矢量；測量待測輪轂螺栓孔節圓中心與中孔中心的偏心距矢量，根據與待測輪轂相同型號的輪轂標定所得系統誤差矢量，校正測量所得待測輪轂偏心距矢量，得到待測輪轂的實際偏心距矢量。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明不僅實現了汽車輪轂自動化生產線PCD工位汽車輪轂螺栓孔節圓中心和中孔中心偏心距視覺測量系統系統誤差的分離與偏心距的測量，而且具有算法簡單、精確度高、測量速度快等優點。

附圖說明

圖1為汽車輪轂自動化生產線PCD工位汽車輪轂PCD和中心孔偏心距測量系統組成示意圖。

圖2為輪轂螺栓孔節圓中心（O_p）和中孔中心（O_c）偏心距（E）參數示意圖。

具體實施方式