[發明專利]用于檢測螺紋特征的視覺檢測系統的精度評價方法

有效

• 申請號: 202010939195.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112082481B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 郭寅;尹仕斌;郭思陽;張楠楠
• 申請（專利權）人: 易思維（杭州）科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于檢測螺紋特征的視覺檢測系統的精度評價方法，其特征在于：

利用標準件進行評價，所述標準件包括底座和垂直設置于底座上的柱體，所述柱體分為兩段，分別標記為柱體I和柱體II；所述柱體I表面設有外螺紋，所述柱體II外表面光滑；所述柱體I和柱體II同軸；

預先利用標準測量儀器獲取底座上表面的平面方程、標準坐標和標準夾角；所述標準坐標為：柱體II的中軸線與底座上表面的交點坐標；所述標準夾角為：柱體II的中軸線與底座上表面法向量之間的夾角；

所述精度評價方法的步驟如下：

1)利用待評價的視覺檢測系統獲取柱體I段外表面點云數據，利用點云數據擬合筒體，得到中軸線L2；

利用待評價的視覺檢測系統獲取底座上表面點云數據，擬合平面，得到實測底座上表面的平面方程；

2)計算中軸線L2與實測底座上表面的平面方程的交點坐標，以及中軸線L2與實測底座上表面的法向量之間的夾角，并分別記為測量坐標、測量夾角；

3)分別計算標準坐標和測量坐標之間的位置偏差、標準夾角和測量夾角之間的角度偏差，根據位置偏差和角度偏差的大小分析待評價視覺檢測系統的精度是否滿足要求；

測試時所述標準件在視覺檢測系統的視場內按照如下規則移動，然后在每種狀態下分別執行步驟1)～3)：

將視覺檢測系統的視場范圍看作一個正方體，標準件的位置為：八個頂點和中心位置；在每個位置，標準件正向測試完后再向前/后/左/右中的任意三個方向旋轉10～45°，分別測試；

在不同位置得到的與標準坐標、標準夾角之間的偏差值分別乘以對應位置的權重后求得的結果與預設值比較，判斷待評價的視覺檢測系統是否滿足精度要求：

其中：中心位置得到的測試結果所占權重為0.6～0.9，其余八個頂點得到的測試結果的權重與中心位置得到測試結果的權重的和為1；

八個頂點和中心位置中，標準件未旋轉時得到的測試結果所占權重為0.3～0.4，旋轉后各位置得到的測試結果的權重與未旋轉時各測試結果的權重之和為1。

2.如權利要求1所述精度評價方法，其特征在于：所述標準測量儀器為三坐標機、關節臂式測量機、激光跟蹤儀或經緯儀。

3.如權利要求1所述精度評價方法，其特征在于：預先利用標準測量儀器獲取底座上表面的平面方程、標準坐標和標準夾角的方法為：

①分別測量底座上表面的多個點A和柱體II外表面不同高度的多個點B，獲得點A和點B的三維坐標；

②利用各點A的三維坐標擬合得到底座上表面的平面方程、通過各點B的三維坐標擬合得到柱體II的中軸線L1；

③計算中軸線L1與底座上表面的交點坐標，以及中軸線L1與底座上表面法向之間夾角，分別記為標準坐標、標準夾角。

4.如權利要求1所述精度評價方法，其特征在于：八個頂點測試結果所占權重相同；

在八個頂點和中心位置上，旋轉后各位置得到的測試結果的權重相同。

5.如權利要求1所述評價方法，其特征在于：待評價視覺檢測系統為：三維掃描視覺檢測系統、線結構光視覺檢測系統或者雙目立體視覺檢測系統；

所述三維掃描視覺檢測系統包括相機和投影儀，所述投影儀向標準件上的柱體I投射光柵條紋，相機采集被調制的條紋圖像，獲取柱體I側表面的三維點云，再擬合出中軸線L2；

所述線結構光視覺檢測系統包括相機和線激光器，所述線激光器向標準件上的柱體I投射線結構光，相機采集被調制的線結構光圖像，獲取柱體I側表面上至少3個不共線點的三維坐標，再擬合出中軸線L2；

所述雙目立體視覺檢測系統中的雙目相機同時采集柱體I側表面圖像，獲取至少3個不共線的點的三維坐標，再擬合出中軸線L2。

6.如權利要求1所述評價方法，其特征在于：所述標準件的底座上設有三個或四個孔，用于輔助建立坐標系；選擇兩個在同一直線上的孔及另一垂直于此直線的孔作為建系基準孔，獲取建系基準孔點云數據，擬合筒形得到軸線；獲取底座上表面的點云，利用最小二乘法擬合平面方程；將三個基準孔的軸線與底座上表面的平面方程的交點為建系基準點，建立坐標系。

7.如權利要求1所述評價方法，其特征在于：步驟3)根據位置偏差和角度偏差的大小分析待評價視覺檢測系統的精度是否滿足要求的方法為：最大可允許誤差法或加權均方根誤差法。