[发明专利]一种基于机器视觉的工件测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉的工件测量系统，适用于各种工件加工场的尺寸测量场合，属于分析及测量控制技术领域。

背景技术

现阶段在我国大多数机械加工企业的加工生产流水线上，产品尺寸的测量仍然采用传统的人工随机抽样的方法，这种传统的手工测量方法对操作人员的依赖性强，操作者劳动强度大，而且测量效率低、准确度不高、随机性大，产品质量得不到有效保障，还可能产生很多人为误差，这样就难以满足大批量、高精度、高效率的产品检测要求。

随着现代制造业的快速发展，迫切需要改进测量方法。研究低成本、高精度、高效率的零件尺寸自动检测系统，对提高我国机械装备制造业的技术水平具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于建立一种基于机器视觉的工件测量方法，该方法可以实时监视工件生产线的加工情况并随时存储图像，同时能对工件的尺寸进行在线测量，为后续的进一步加工处理提供数据支持。本发明能够显著提高尺寸检测精度和工件的加工速度，有利于企业降低生产成本、提升生产效率，实现智能生产、智能制造。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于机器视觉的工件测量方法，包括以下步骤：

步骤一、对工件图像的采集、显示与存储；

步骤二、对步骤一采集到的工件图像进行滤波、二值化预处理：

2-1)采用中值滤波对步骤一采集到的工件图像进行滤波处理，

式(1)中，f(s,t)为原始图像的灰度值，S为设定的滤波模板，i为滤波处理后的图像A的灰度值；

2-2)利用类间方差法对图像A进行二值化处理，

式(2)中：

式(3)、式(4)和式(5)中：

式(3)-式(6)中：当式(2)的结果为最大时，其中的k值是被选做阈值的灰度值，h(i)代表图像A中每个灰度值的像素数，N代表图像A中灰度值的总数；

步骤三、对二值化处理后的图像B中的工件进行尺寸测量，包括：

3-1)旋转图像：在图像B中，选定一条与工件上某一轮廓线平行、且与垂直方向的夹角＜45°的直线作为参考线，并得到这条参考线的斜率，进而将斜率转换为对应的角度；如果该角度为正，则将图像B顺时针旋转；如果该角度为负，则将图像B逆时针旋转，将图像B旋转至所述参考线与竖直方向一致得到旋转后的图像C；

3-2)测量，包括以下情形中的一种或多种：

自动测量长宽，使用一矩形检测框在图像C中选取待测区域，从矩形检测框的左侧至矩形检测框的右侧按垂直方向检测该检测框内所有像素的值，第一个非零像素的水平坐标X0和最后一个非零像素的水平坐标X1差值的绝对值即为待测形状的长度；再从矩形检测框的上侧至矩形检测框的下侧按水平方向检测该检测框内所有像素的值，第一个非零像素的垂直坐标Y0和最后一个非零像素的垂直坐标Y1差值的绝对值即为待测形状的宽度；

手动测量距离，在图像C中确定待测距离的两个端点，得到该两个端点的坐标值，进而得到该距离；

测量圆或圆弧，使用一扇环检测框在图像C中选取待测圆或圆弧，沿径向自外向里检测该检测框内所有像素的值，得到每次检测的第一个非零像素，将检测到的所有第一个非零像素点拟合成圆弧，即得到待测圆或圆弧的半径和圆心。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出采用机器视觉技术自动检测工件尺寸，将机器视觉引入工业检测中，实现对物体尺寸或相对位置的快速测量，具有实时性高、非接触、精度高、误差小等特点。基于机器视觉的工件尺寸自动测量系统，可以从根本上解决人工测量效率低、精度低等问题，不仅省时省力，而且还能对这些指标进行定量描述，同时也能实现生产的连续性和提高生产的自动化程度，具有人工检测所无法比拟的优越性。

附图说明

图1是本发明一种基于机器视觉的工件测量方法流程框图；

图2是本发明中工件图像采集、显示和存储的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

如图1所示，本发明提出的一种基于机器视觉的工件测量方法，包括以下步骤：