一种零件异面平行孔形位偏差的视觉测量方法及装置的制造方法_3

文档序号:8920455阅读:来源:国知局
3)、利用经典阈值原理绘制处理区域像素值统计图,将像素统计图中两个相邻最高峰中间的峰谷像素值定义为所述零件图像阈值,将图像转为黑白图;同时通过步骤I的步骤(2)中对棋盘格图像进行的区域阈值去噪的方法去除黑白图像的噪点;
[0073](4)、摩托车发动机零件异面平行孔特征识别提取。采用一套基于区域边缘拟合封闭和圆形度遍历识别算法进行快速、高效轴孔特征信息提取。详细叙述如下:
[0074]a、采用传统边界检测方式检测所述摩托车发动机零件图像的待处理区域,识别获取区域图像边界信息,并判断检测所得边界区域是否封闭;将不封闭边界采用最短像素距离连接闭合。
[0075]b、针对高精密的摩托车发动机腔体零件轴孔特征,其圆度、同轴度均采用精密加工方式,故以下针对摩托车发动机腔体零件图像的轴孔特征检测算法成立:
[0076]a、设置0.8为检测特征圆的参考圆形度;
[0077]b、遍历上述拟合封闭的区域边界并计算区域圆形度信息;
[0078]C、对圆形度低于参考圆形度的边界作为非轴孔特征区域处理,并将拟合的边界曲线像素转换为代表非边界的白色像素;圆形度满足参考圆形度的边界作保留处理;
[0079]d、采用椭圆拟合方式,拟合上述只含有类圆边界轮廓图像的所有边界,并将拟合后的类圆信息记录和保存(包括圆心坐标和直径长度);
[0080](5)、重复步骤(2)-(4),分析八幅不同位姿的零件现场图像并存储类圆信息数据;
[0081]3、所述摩托车发动机零件图像中的异面平行孔匹配特征点提取。采用最小二乘距离的椭圆拟合原理拟合步骤2所得的摩托车发动机零件图像中的类圆孔,对拟合后的类圆进行匹配特征点分割和提取,获取对应点在双目图像上的匹配图像坐标,完成匹配特征点提取。采用一套基于所述异面平行孔特征位置不变性的算法进行匹配特征点的分割和提取,实际应用表明,该算法能快速分割两幅摩托车发动机零件图像上类圆特征的匹配特征点并精确提取其坐标值。详细叙述如下:
[0082](I)、采用最小二乘像素距离的椭圆拟合原理拟合两幅摩托车发动机零件图像上的异面平行孔特征信息;
[0083](2)、本发明所述双目摄像机采用光轴平行的安装方式,所获取的摩托车发动机零件图像上异面平行孔特征在相机视野内仅在垂直光轴方向上存在少量拉伸变形,采用所述相机标定的畸变系数进行异面平行孔特征矫正,将拟合后的圆孔边缘进行精确拟合,并计算相应圆孔中心坐标。
[0084](3)、由所述摩托车发动机零件特征圆孔的相对位置不变可知,各特征圆孔圆心位置在图像中的相对位置一定。将上述于一副零件图像中所得的各圆孔中心任意两两作虚拟直线相连。
[0085](4)、一条直线可分割圆孔得到两个匹配点,所述摩托车发动机零件具有异面平行孔共有24个,那在每一个拟合圆孔上所作分割直线共有24-1 = 23条,所得分割匹配点则有 2* (24-1) = 46 个。
[0086](5)、为使的后续结果更加精确,在所述对特征圆孔的虚拟直线分割时,分别从拟合圆心开始且与相应圆心连线以1°为步值递增(1°?179° ),共增加179条分割直线。至此具有24个异面平行孔的摩托车发动机零件共作分割直线(24-1)*179+(24-1)=4140 (条),所得分割点有2* (24-1) *179 = 8280个。在计算机图像处理方式下计算并提取这些数量的匹配特征点用时很短,不会影响系统的实时性。
[0087](6)、将所述八组双目摄像机获取的摩托车发动机零件图像分别按上述步骤进行匹配特征点分割并提取。
[0088]4、所述摩托车发动机零件异面平行孔特征的三维信息重构,并分析计算相应圆孔的直径、圆度、孔间距、深度分布等形位偏差参数。分为以下步骤进行:
[0089]所述摩托车发动机零件异面平行孔三维信息重构:上述步骤所得摩托车发动机零件双目图像的匹配特征点信息已知,且双目图像信息唯一对应匹配。由所述摄像机标定所得的标定参数可将双目图像对应的匹配点坐标转换到世界坐标系内,从而得到对应点的三维坐标。将所有匹配特征点转换到世界坐标空间,获得八组图像获取的零件所有异面平行孔特征的三维信息。
[0090]所述摩托车发动机零件异面平行孔直径测量:根据所得八组异面平行孔特征的三维点集数据,利用最小二乘原理分别计算图像中异面平行孔的直径,利用最小距离回归原理拟合五组图像中异面平行孔特征对应的直径数据,得到零件异面平行孔的实际直径信息,并结合圆孔的设计直径,计算直径偏差值。
[0091]所述摩托车发动机零件异面平行孔圆度测量:在所得直径的基础上,结合三维点集内各点的三维坐标参数,分别计算最小半径Rmin和最大半径Rmax,得到所述异面平行孔零件单组零件图像下的圆度(Rmax-Rmin)。分别计算八组所述零件图像圆度信息,利用最小距离回归原理拟合得到零件的实际圆度信息。
[0092]所述摩托车发动机零件异面平行孔间距测量:利用最小二乘方式拟合三维点集参数,获取摩托车发动机零件异面平行孔特征的圆心三维坐标,可直接计算各孔在空间内的实际水平距离,并结合摩托车发动机零件上各异面平行孔的设计间距,计算各孔的间距偏差值。
[0093]所述摩托车发动机零件异面平行孔深度信息测量:利用最小二乘方式拟合三维点集参数,获取摩托车发动机零件异面平行孔特征的圆心三维坐标,可直接计算各孔在空间内的实际垂直距离,并结合摩托车发动机零件上各异面平行孔的设计深度,计算各孔的深度偏差值。
[0094]通过上述步骤,完成摩托车发动机零件异面平行孔特征的快速、高精度形位偏差测量(圆孔的直径、圆度、孔间距、深度分布等)。实际应用表明,该方法不仅快速、高效的完成摩托车发动机零件特征圆孔形位偏差测量,满足高精密测量的精度要求,同时具有测量操作简单、设备维护成本低等优点。该发明在应用中具有如下实际意义:
[0095]采用非接触式双目视觉测量方式,避免了传统接触式测量对摩托车发动机零件造成的表面损伤;
[0096]将摩托车发动机零件异面平行孔特征形位偏差的测量精度提高至像素精度甚至于更高像素精度,使测量结果更精确;
[0097]针对摩托车发动机零件内部大量的异面平行孔特征,采用视觉测量方式,降低了摩托车发动机零件异面平行孔形位偏差测量过程所耗时间,提高生产效率;
[0098]降低了摩托车发动机零件异面平行孔形位偏差的测量成本。首先,所用视觉硬件组合系统性能稳定且实际测量效果好,非接触方式不会出现硬件磨损修复问题;其次,简单、快捷的测量过程,一个工人可完成之前五个甚至八个工人的测量工作。
[0099]以上所述的仅为本发明的优选实施例,所应理解的是,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种零件异面平行孔形位偏差的视觉测量方法,其特征在于:包括按顺序进行的如下步骤: 步骤[I]双目摄像机参数标定:采用高精密标定的靶标标定方式对所述零件异面平行孔测量所用双目摄像机进行参数标定,具体步骤如下: 1.1利用双目摄像机获取尺寸已知的棋盘格标靶图像八幅,八幅图像为在两个摄像机视野和景深范围的不同位姿图像。 1.2将上
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1