[發明專利]一種基于機器視覺的裝配間隙檢測方法及裝置

無效

• 申請號: 201210357309.7
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102840836A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 殷曉平;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 常熟市曉創光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種裝配間隙檢測方法及裝置，特指高精度裝配間隙的機器視覺檢測分級方法及裝置。

背景技術

裝配的間隙是指工件進行裝配時，工件與工件之間的間隙，正常的工件為了滿足裝配要求，對工件進行加工時加入了合適的公差，但是由于加工精度和檢測的原因，有時工件的裝配并不能滿足產品外觀和使用性能的要求。因此，我們需要對裝配后的工件間的間隙進行檢測，使其不影響產品外觀和使用性能。

傳統的間隙檢測主要采用手動測量，測量工具有：卡尺、塊規、塞規、塞尺、針規和激光。上述測量方法存在以下缺陷：1、使用者測量手法和技術都會對檢測結果有一定的影響；2、測量后管理者無法獲知數據的測量方法和測量定義，數據的人手記錄分析容易產生人為錯誤；3、測量界面輪廓無法記錄；4、測量方式為接觸式容易造成表面移動或變形，甚至損壞被測表面；5、測量需定期性的清潔和保養，避免金屬工具氧化；6、測量每一個工件都會受到它的類別、大小、形狀限制，而且在測量不規則的表面會有影響；7、激光測量除了以上6個缺陷外，還無法測量極微小的間隙（0.1mm以下）。

機器視覺技術采用高分辨率攝像設備、對裝配間隙圖像進行采集，處理和分析。對間隙進行測量時不會因使用者的測量技術影響數據的重復性，且智能化的識別軟件可以實現數據記錄和分析，并可對測量的截面輪廓的圖片進行記錄，方便日后數據的對比和分析。基于機器視覺的裝配間隙檢測技術采用非接觸式測量，不會對被測工件表面造成影響。但是現有的機器視覺檢測方法采用一次成像，由于光照條件和檢測參數的制約，受檢測工件的類別、大小和形狀影響較大，對測量不規則表面時無法取得正確的間隙邊緣，無法實現快速無損的間隙檢測。

發明內容

本發明的目的在于克服上述的不足，提供一種準確快速、高精度的裝配間隙檢測方法。該方法采用機器視覺技術，對裝配間隙進行二次成像，分別提取間隙兩端邊緣信息，消除了一次成像時間隙兩端不規則表面對成像的影響，獲取清晰而準確的間隙邊緣圖像。并對圖像進行處理，得出間隙測量值。

實現上述目的的技術措施：

1、通過光源控制系統控制光源系統的打光方式，其中第一種打光方式可以清晰地獲取間隙的一端的邊界圖像，第二種打光方式可以清晰地獲取間隙的另一端的邊界圖像。在不同的光照條件下采用攝像設備分別采集兩幅裝配間隙圖像，采集圖像通過圖像采集設備傳送到計算機，計算機從所采集到的兩幅圖像中分別獲取間隙的兩端的邊緣信息，通過智能識別軟件，對采集圖像進行處理，計算出間隙的測量值，對間隙的大小進行判定，給出判定結果。

2、在相同的光照條件下，通過智能識別軟件控制攝像設備的圖像采集條件，如快門速度，圖像增益等，其中第一種圖像采集條件可以清晰地獲取間隙的一端的邊界圖像，第二種圖像采集條件可以清晰地獲取間隙的另一端的邊界圖像。在不同的圖像采集方式下采集兩幅裝配間隙圖像,采集圖像通過圖像采集設備傳送到計算機，計算機從所采集到的兩幅圖像中分別獲取間隙的兩端的邊緣信息，通過智能識別軟件，對采集圖像進行處理，計算出裝配間隙的檢測值，對間隙的大小進行判定，給出判定結果。

本發明的裝置由圖像獲取硬件和圖像識別軟件組成。

圖像獲取硬件由光源、光源控制系統、攝像設備、圖像采集設備、計算機組成。

光源為16等分的環狀LED光源組，光源控制系統由可編程控制器或者輸入輸出卡進行控制，光源控制系統可分別調節16組LED光源的亮度和開關，實現多種組合打光方式。

高精度智能識別軟件可以控制輸入輸出卡進行工作實現光源控制，同時可以發送指令控制攝像設備圖像采集參數，接收攝像設備采集到的間隙圖像，利用圖像處理算法對采集圖像進行處理，獲取間隙邊緣信息，記錄間隙的邊緣位置坐標，綜合兩幅圖像的邊緣位置得出間隙的測量值。將測量數據進行記錄和分析，給出判定結果。

附圖說明

???圖1為本發明基于機器視覺的裝配間隙檢測裝置結構示意圖。

???圖2為16等分光源結構示意圖。

???圖3為智能識別軟件處理流程圖。

???圖4為不同光照條件下裝配間隙采集圖像變化圖。

附圖標記說明：

??????1——載物臺、

??????2——測試物料、

??????3——光源、

??????4——光源控制系統、

??????5——攝像設備、

??????6——圖像采集系統、

??????7——計算機、