[發明專利]基于G代碼引導下工件輪廓飛邊凸起的機器視覺檢測方法

有效

• 申請號: 201810426396.4
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108765378B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 林獻坤;沈曉東;戴鳳強;王欣;王宏波
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T7/13;G06T7/60;G06T3/60
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發明涉及一種基于G代碼引導的工件輪廓飛邊凸起的機器視覺檢測方法，具體對象為檢測工件輪廓飛邊凸起，其步驟為：分析推理出工件坐標與圖像坐標之間轉換的關系；使用G代碼輪廓為引導，結合坐標轉換關系，提取出圖像感興趣區域，對提取的感興趣區域采取中值濾波、圖像二值化和邊緣檢測的處理方法，得到工件輪廓邊緣；以標準G代碼輪廓為基準，識別判斷邊緣凸起，采用最小外接矩形法，包圍輪廓邊緣凸起，實現輪廓邊緣凸起的視覺檢測。本發明提供的工件輪廓飛邊凸起機器視覺檢測方法，能夠有效地識別出工件輪廓飛邊凸起特征段的起點、終點及高度信息。

技術領域

本發明涉及一種機器視覺檢測方法，尤其是一種工件輪廓飛邊凸起的機器視覺檢測方法

背景技術

在機械零件制造過程中不可避免地會產生輪廓飛邊，其包括切削過程中塑性變形的材料、鑄鍛件的異常凸起、焊接所擠出的殘料等。輪廓飛邊的存在對工件的外觀質量、加工精度、裝配精度等方面會產生不良影響，從而降低機械系統的穩定性和可靠性，因此去除飛邊凸起在機械零件的加工和制造過程中顯得尤為重要，然而去除飛邊的前提是首先檢測和定位飛邊。目前檢測飛邊的方法主要是利用游標卡尺和平頭千分尺測量飛邊，或者肉眼粗略地定位飛邊，然而飛邊凸起具有多樣性和隨機性，使得人工檢測難以精確定位，且檢測效率低。因此，對于提高飛邊凸起檢測精度和檢測效率的自動化裝備的研究，受到越來越多的關注。

工件輪廓異常點是工件輪廓飛邊凸起的基本組成單元，關于飛邊凸起的異常點檢測，國內外專家學者對此做了較多的研究，研究主要分為兩類。第一類是參數法，該方法主要針對線性輪廓模型或者針對可以擬合成簡單非線性組合的輪廓模型。第二類是非參數法，該方法主要針對隨機復雜的非線性輪廓模型。上述對輪廓曲線異常點檢測的研究，都是基于統計分布的異常點檢測方法，對要檢測的數據集假設了分布或概率模型，然后采用不和諧檢驗進行異常點檢測。但是在實際飛邊凸起的異常點檢測中，異常點具有隨機多樣性，并不能滿足上述檢測方法假設的分布或概率模型，因此，這種基于統計分布的異常點檢測方法，應用在工件輪廓飛邊異常點檢測時具有一定的局限性。

本發明利用工件現有G代碼為對象自身性質，應用點與直線的近鄰關系，對工件進行輪廓飛邊凸起定位與測量。該方法首先推理出工件坐標與圖像坐標之間轉換的關系，以G代碼輪廓為引導結合坐標轉換關系提取出圖像感興趣區域，對提取的感興趣區域采取中值濾波、圖像二值化和邊緣檢測的方法，得到工件輪廓邊緣。最后以標準G代碼輪廓為基準，識別判斷邊緣凸起，并用最小外接矩形包圍輪廓邊緣凸起，實現輪廓邊緣凸起的視覺檢測。為工件輪廓飛邊凸起的檢測提供了一種機器視覺的檢測方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行改進和完善，提供一種基于G代碼引導的工件輪廓飛邊凸起的機器視覺檢測方法，該方法可以對隨機多樣分布的工件飛邊凸起進行識別與檢測，能在工件任意擺放狀態下進行檢測，擁有較高的檢測效率和精度。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種基于G代碼引導下工件輪廓飛邊凸起的機器視覺檢測方法，采用工件輪廓飛邊凸起視覺檢測系統，該系統包括工業相機、光源和鏡頭、運動控制卡、伺服驅動器、伺服電機、滾珠絲杠、螺母、減速器、檢測平臺，工業相機通過可沿X軸和Y軸移動的平臺連接由X軸和Y軸組成的兩軸伺服驅動機構，兩軸伺服驅動機構中的每軸上的伺服螺母及滾珠絲杠通過聯軸器和減速器連接伺服電機，伺服電機通過編碼器連接伺服驅動器，伺服驅動器通過線路連接端子板連接上位計算機及運動控制卡；工業相機、鏡頭和光源置于檢測平臺上的待測工件上部，工業相機電連接上位計算機，包括以下步驟：

步驟1.分析并確定檢測平臺上待檢測工件的工件坐標系與工業相機所獲得的工件圖片的圖像坐標系之間的轉換關系，以G代碼為特征的工件坐標系與圖像檢測中基于的圖像坐標系在識別毛刺凸起中具有緊密的聯系，分析并推理出平臺坐標系與工件坐標系的轉換關系和平臺坐標系與圖像坐標系的轉換關系，以上述兩種轉換關系，得到工件坐標系與圖像坐標系的轉換關系；