[实用新型]多结构光光平面对准指示装置

说明书

技术领域：本实用新型涉及一种用于结构光视觉检测系统中检测圆柱体类工件的直线度和同轴度等形位误差的多结构光光平面对准指示装置。

背景技术：在机械加工制造业中，一些圆柱类工件如长钢管、长棒材等，通常需要对其直线度、同轴度等形位误差进行测量评定。在此类形位误差测量中，结构光三维视觉检测具有广阔的应用前景，它的最大特点在于非接触、测量范围大、速度快。测量中一般采用线结构光传感器，且沿着圆柱类工件的轴线方向布置多个线结构光传感器，传感器投射的结构光平面与圆柱类工件表面相交，在工件表面形成多个结构光光条椭圆弧。对这些光条椭圆弧上的点进行椭圆拟合，就可以得到工件沿轴向的多个截面的中心坐标，进而可实现直线度、同轴度等参数的评定。然而遗憾的是，由于受到线结构光传感器的结构、CCD的视场等因素的制约，形成的光条椭圆弧弧长往往较短，只占其所在椭圆轮廓线的一小部分。且在实际测量中，测量数据中不可避免的包含了各种噪声，这就使得利用短光条椭圆弧进行椭圆拟合来进行中心定位的精度不能满足测量精度的要求。利用多个传感器构成的传感器组来同时测量工件的同一个截面，能够增加光条椭圆弧的长度和参与椭圆拟合的数据量，在保证共面的前提下，利用多个光条椭圆弧进行椭圆拟合的精度必然比仅利用一个光条椭圆弧的精度要高的多。但是，实际测量中却很难保证同一个传感器组的多个光条椭圆弧是共面的。通常，人们在实际测量中的处理方法是：拿一张白纸，在两个不同的位置放置，用眼睛来观察同一个传感器组发出的多个结构光平面在白纸上形成的光条在这两个不同的位置处是否重合，以此来确定它们是否共面。这种处理方法的准确性显然是很低的，会在实际的测量结果中引入可观的误差，也就达不到提高椭圆拟合精度的初衷。

发明内容：为了实现同一线结构光传感器组的多个结构光平面较高精度的共面，从而实现在工件表明形成的多个结构光光条共面，本实用新型的目的是提供一种结构简单、使用方便、对准精度高的多结构光光平面对准指示装置，来解决同一线结构光传感器组的多个结构光平面较高精度共面的问题，为实现高精度的工件形位误差的结构光三维视觉检测提供保证。本实用新型的技术解决方案是，该对准指示装置由对准装置1、CCD摄像机2和计算机3组成；对准装置1是由底座、夹板、半透半反玻璃及螺钉组成，两块夹板立于底座的两端，夹持两块半透半反玻璃，并用螺钉将半透半反玻璃固定，两块夹板的间距为18cm。本实用新型结构简单，结构设计简单合理，使用操作方便；所采用的原理简单易懂，对准精度高。

附图说明：

图1利用线结构光传感器对测量钢管直线度的原理图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型对准装置示意图。

结构光视觉检测系统中的两个线结构光传感器4，构成一测量传感器对。由光传感器4发出的结构光光平面与对准装置1相交形成结构光光条图样5。CCD摄像机2用来获取对准装置上的结构光光条图样5的图像信息。计算机3用来处理CCD摄像机2获取的图像，计算并指示光传感器4所发出的两个结构光光平面是否已经对准重合。

对准装置1是基于同一平面内两条非重合直线唯一决定该平面的原理设计而成。底座9的两端各设一块夹板8，通过螺钉固定在底座9上面，夹板8中夹持着半透半反玻璃7，并用螺钉6固定，用来与结构光视觉检测系统中光传感器4发出的结构光光平面相交形成直线光条。两片半透半反玻璃的厚度小于4mm，使得由于光的折射而引起的误差可以忽略不计。它们之间相距18cm，在保证有较高对准精度的前提下，使得对准装置的整体小巧，以便于携带和使用。

调整线结构光传感器4的位置和对准装置1的位置，使得结构光传感器发出的结构光光平面与对准装置1的两片半透半反玻璃7都相交，形成四条直线结构光光条图样5。调整CCD摄像机2的位置，使得对准装置1的两片半透半反玻璃完全处于其视场之内，并且能够成清晰的像。四条结构光光条图样5中，处在同一片半透半反玻璃上的两条为一组，共两组。当这两组结构光直线光条图样5在CCD摄像机的像平面上所成的像分别同时重合时，此时说明由两个线结构光传感器4发出的两个结构光光平面在空间中已经重合，即对准。