专利名称：球体展开面的采集方法
技术领域：
本发明涉及一种球体展开面的采集方法。
背景技术：
轴承是机械行业中一个非常重要的零件，它的精度、运动性能和使用寿命很大程 度上取决于其中钢球的质量。传统的轴承钢球表面质量检测主要采用人工目测的方法，这 种检测方法不仅工作量大，而且易受检测人员主观因素的影响，容易对轴承钢球表面缺陷 造成漏检和误检，不能保证检测的效率与精度。近年来随着机器视觉识别技术的发展，很多 科研机构开始了基于机器视觉的表面缺陷检测的应用研究，在基于机器视觉的表面缺陷检 测中，获得的球体展开面的质量直接决定了检测误差的大小。《轴承》2005年第9期刊登了 一篇题为"基于图像处理的钢球外观检测系统"，如图1所示，该检测系统包括给料系统1、 进给展开系统2、光学成像系统10、识别控制系统9及分选系统4。给料系统定时定量规律 地将钢球供应进给展开系统。进给展开系统包括两个偏心叠置的圆盘，上方的圆盘设置有 贯通该圆盘的展开腔，两圆盘现对转动时，展开腔内的钢球随之进行转动，来获得钢球表面 图像信息，由于钢球是在展开腔内做的是复合的旋转运动，导致获得的图像信息精度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种球体展开面的采集方法，用以解决现有方法采集球体表 面信息精度低的问题。 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种球体展开面的采集方法，将待检 测球体沿两端部连通垂直设置的直轨道做纯滚动，在正对轨道位置处设置摄像头采集球体 的展开面图像信息。 在两轨道的交界处设有一个使球体停止滚动的凹坑，球体从一个轨道滚入凹坑并
停止运动，然后通过一个触发器将球体推出并滚入另一轨道。 在正对所述轨道的位置上设置漫反射光源对待检测球体进行照明。 所述摄像头至少设置5个，且其中一个轨道上方相对于球体赤道展开面至少均匀
设设置3个，另一轨道上方至少均匀设置2个。 其中一个轨道上方相对于球体赤道展开面均匀设置有四个摄像头，另一轨道的上
方相对于球体赤道展开平面的垂直面上设有两个摄像头。 所述摄像头为视角是60。的CCD摄像头。 所述漫反射光源为拱形碗状红色LED漫反射光源。 所述摄像头设置于拱形碗状红色LED漫反射光源底部的中心。 本发明球体展开面的采集方法，采用将球体沿两垂直连通的轨道进行纯滚动，这
样位于轨道上方的摄像头所采集的图像信息会覆盖到球体的所有位置，避免出现球体局部
位置无法采集图像的问题，提高了图像采集的精度。 在两轨道的连接处设置凹坑是为了让球体在换向时先停止运动，然后在触发器的推动下改变方向继续滚动，这样做的好处是保证了球体在改变方向后所做的运动仍然是纯
滚动，避免了因运动叠加而影响到采集图像的精度，因为只有球体在两垂直的轨道上做纯
滚动时，摄像头所采集图像的重合部是有规律的，在图像融合后所得的图像精度会较高。 在本发明球体展开面的采集方法中采用拱形碗状红色LED漫反射光源对球体提
供照明，采用此光源既能避免球体的反射对图像采集所带来的不利影响，又能对球体进行
充分的照明，有利于图像的采集。
图1是现有技术的原理示意图； 图2是本发明方法中球体在轨道上滚动的示意图；
图3是本发明方法中摄像头的分布原理图。
具体实施例方式
本发明球体展开面的采集方法，采用将待采集展开面信息的球体沿图2所示的两 相互垂直设置且相互连通的轨道上进行纯滚动，在两轨道的交界处设置有一个凹坑，当球 体运动到两轨道交界处时在凹坑的作用下停止滚动，接着触发器推动球体使其向相互垂直 的另一条轨道滚动，两轨道设置成垂直的且在其交界处设置凹坑是为了保证球体在轨道上 做的是纯滚动，这样设置在轨道上方的摄像头所采集到的图像信息才能覆盖到球体的整个 位置，不会有漏采集的区域出现。图3所示，其中有四个摄像头分布在球体的赤道面上，还 有两个分部位于赤道面垂直的平面上，将上述6个摄像头在平面上展开，其分布情况是位 于赤道面上的四个摄像头位于一条直线上，另两个摄像头位于一条直线上，此两条直线相 互垂直，这也是为什么将球体滚动的轨道设置成相互垂直的原因。在本发明球体展开面的 采集方法中采用拱形碗状红色LED漫反射光源对球体提供照明，这样可以克服球体表面反 光对展开面图像信息的采集带来的不利影响。轨道上方位于拱形碗状红色LED漫反射光 源底部中心的摄像头来采集球体的展开面图像信息，其中摄像头为视角是60°的CCD摄像 头。
权利要求
一种球体展开面的采集方法，其特征在于将待检测球体沿两端部连通垂直设置的直轨道做纯滚动，在正对轨道位置处设置摄像头采集球体的展开面图像信息。
2. 根据权利要求1所述的球体展开面的采集方法，其特征在于在两轨道的交界处设 有一个使球体停止滚动的凹坑，球体从一个轨道滚入凹坑并停止运动，然后通过一个触发 器将球体推出并滚入另一轨道。
3. 根据权利要求1或2所述的球体展开面的采集方法，其特征在于在正对所述轨道 的位置上设置漫反射光源对待检测球体进行照明。
4. 根据权利要求3所述的球体展开面的采集方法，其特征在于所述摄像头至少设置 5个，且其中一个轨道上方相对于球体赤道展开面至少均匀设设置3个，另一轨道上方至少均匀设置2个。
5. 根据权利要求4所述的球体展开面的采集方法，其特征在于其中一个轨道上方相对于球体赤道展开面均匀设置有四个摄像头，另一轨道的上方相对于球体赤道展开平面的 垂直面上设有两个摄像头。
6. 根据权利要求5所述的球体展开面的采集方法，其特征在于所述摄像头为视角是60°的CCD摄像头。
7. 根据权利要求6所述的球体展开面的采集方法，其特征在于所述漫反射光源为拱形碗状红色LED漫反射光源。
8. 根据权利要求7所述的球体展开面的采集方法，其特征在于所述摄像头设置于拱形碗状红色LED漫反射光源底部的中心。
全文摘要
本发明涉及一种球体展开面的采集方法，将待检测球体沿两端部连通垂直设置的直轨道做纯滚动，在正对轨道位置处设置摄像头采集球体的展开面图像信息。本发明球体展开面的采集方法，采用将球体沿两垂直连通的轨道进行纯滚动，这样位于轨道上方的摄像头所采集的图像信息会覆盖到球体的所有位置，避免出现球体局部位置无法采集图像的问题，提高了图像采集的精度。
文档编号G01N21/892GK101701920SQ20091030940
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者宋晓霞, 康春花, 杨建玺 申请人:河南科技大学