[發(fā)明專利]一種小尺寸軸孔間隙視覺測量標定裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110373027.5 | 申請日： | 2021-04-07 |
| 公開（公告）號： | CN113091628B | 公開（公告）日： | 2023-03-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 付磊;肖虹;孫鵬飛;賈玉輝;劉延龍;曹宇;李芳;于長志 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所 |
| 主分類號： | G01B11/14 | 分類號： | G01B11/14;G06T7/62;G06T7/80 |
| 代理公司： | 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220 | 代理人： | 伍旭偉 |
| 地址： | 621000*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 尺寸 間隙 視覺 測量 標定 裝置 方法 | ||
1.一種小尺寸軸孔間隙視覺測量標定裝置，其特征在于，包括一字線激光傳感器、兩自由度運動軸、視覺測量系統(tǒng)、一字線激光控制器、運動軸控制器和工控機，待測量標定的軸工件、孔工件安裝在所述兩自由度運動軸上；所述一字線激光傳感器出光方向與軸工件垂直且出光位置位于孔工件頂部；所述視覺測量系統(tǒng)與軸工件成一定角度且其視場覆蓋軸孔裝配過程中軸孔工件的出現(xiàn)所有位置；
所述一字線激光傳感器連接一字線激光控制器，所述一字線激光控制器通過串口與工控機連接；所述兩自由度運動軸連接運動軸控制器；所述視覺測量系統(tǒng)、運動軸控制器通過網(wǎng)絡(luò)與工控機連接；所述工控機內(nèi)的標定程序完成運動軸的控制以及軸孔圖像識別；
采用視覺測量系統(tǒng)對軸孔工件位置進行視覺測量，通過建立運動軸的坐標與圖像檢測的像素坐標的位置關(guān)系對軸孔間隙視覺測量進行標定；
所述視覺測量系統(tǒng)與軸工件成的角度與孔工件最大半徑、景深、工作距離有關(guān)；
視覺測量系統(tǒng)與軸工件傾斜角度α滿足如下公式：
式中，R為軸孔工件最大半徑，H為鏡頭精深，L為工作距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小尺寸軸孔間隙視覺測量標定裝置，其特征在于，所述視覺測量系統(tǒng)包括CCD相機、遠心鏡頭、環(huán)形光源，所述CCD相機、遠心鏡頭、環(huán)形光源依次設(shè)于同一軸線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小尺寸軸孔間隙視覺測量標定裝置，其特征在于，所述視覺測量系統(tǒng)、運動軸控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)與工控機連接。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的一種小尺寸軸孔間隙視覺測量標定裝置的標定方法，其特征在于，該方法包括：
S1：將待裝配的軸工件、孔工件放置在兩自由度運動軸上，調(diào)節(jié)視覺測量系統(tǒng)、一字線激光傳感器和運動軸相關(guān)參數(shù)，使軸工件、孔工件在視覺測量系統(tǒng)的整個視野范圍內(nèi)移動；
S2：對軸工件、孔工件位置進行視覺測量，通過建立運動軸的坐標與圖像檢測的像素坐標的位置關(guān)系對軸孔間隙視覺測量進行標定；
步驟S1包括以下子步驟：
S11：計算視覺測量系統(tǒng)安裝角度；假設(shè)軸孔工件最大半徑為R，鏡頭精深為H，工作距離為L，則視覺測量系統(tǒng)與軸工件傾斜角度α滿足如下公式：
S12：調(diào)整一字線激光傳感器焦距及功率，使線激光傳感器在軸工件上的標記線在視覺測量系統(tǒng)成像清晰；
S13：關(guān)閉一字線激光傳感器，調(diào)節(jié)光源使孔工件在視覺測量系統(tǒng)成像清晰；及調(diào)整運動軸位置，使孔工件中心位于視覺測量系統(tǒng)中心；
步驟S2包括以下子步驟：
S21：記錄運動軸坐標位置kx0、ky0，視覺測量系統(tǒng)利用孔工件圖像檢測方法進行圖像檢測計算孔工件中心坐標km0、kn0；
S22：以固定步進分別移動運動軸的x、y軸，使孔工件在視覺測量系統(tǒng)視野內(nèi)移動，記錄每一點運動軸坐標及視覺測量系統(tǒng)圖像檢測的孔工件的中心坐標；假設(shè)第i個點的運動軸坐標為kxi、kyi，視覺測量中的圖像坐標為kmi、kni；
S23：將圖像的像素坐標和運動軸坐標進行曲線擬合，建立kx＝f1(km,kn)、ky＝f2(km,kn)函數(shù)關(guān)系；
S24：計算標定系統(tǒng)的最大誤差值為
S25：關(guān)閉光源，打開一字線激光傳感器，并移動運動軸使軸工件中心位于視覺測量系統(tǒng)中心；記錄運動軸坐標位置zx0、zy0；視覺測量系統(tǒng)利用軸工件圖像檢測方法進行圖像檢測計算軸工件中心坐標為zm0、zn0；
S26：以固定步進分別移動運動軸的x、y軸，使軸工件在視覺測量系統(tǒng)視野內(nèi)移動，記錄每一點運動軸坐標及視覺測量系統(tǒng)進行圖像檢測的軸工件的中心坐標；假設(shè)第i個點的運動軸坐標為zxi、zyi，視覺測量系的坐標為zmi、zni；
S27：將圖像的像素坐標和運動軸坐標進行曲線擬合，建立zx＝f3(zm,zn)、zy＝f4(zm,zn)函數(shù)關(guān)系；
S28：計算標定系統(tǒng)的最大誤差值為
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