[发明专利]一种基于机器视觉监测的装配对中方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉监测的装配对中方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

使用第一阶梯靶标(1)和第二阶梯靶标(8)，所述第一阶梯靶标(1)和第二阶梯靶标(8)均包括同轴设置、且位于前部的第一圆柱体(1-1)和位于后部的第二圆柱体(1-2)，且第一圆柱体(1-1)的直径小于第二圆柱体(1-2)的直径，所述第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)的前端面上、且绕其边缘一周均设置有4A个圆形图案(1-3)，且对应端面上的圆形图案(1-3)的圆心分别位于对应的圆的圆周上，所形成的对应的两个圆为同心圆，其中：A为大于1的自然数，且两个圆柱体前端面上A的取值可不相同；第一阶梯靶标(1)中的第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)的前端面的中心分别为O1和O2，对应的第一阶梯靶标(1)的轴线为O1O2；所述第二阶梯靶标(8)中的第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)的前端面的中心分别为O3和O4，对应的第二阶梯靶标(8)的轴线为O3O4；

步骤a：在待装配孔内部、且朝向其前端安装第一阶梯靶标(1)，且第一阶梯靶标(1)的轴线O1O2与待装配孔处于共轴状态，用工业相机(7)朝向阶梯靶标(1)的图案面拍摄，得第一阶梯靶标图像，确定出第一阶梯靶标中两个圆柱体前端面的中心O1和O2，即得第一阶梯靶标(1)的轴线O1O2；

步骤b：调整工业相机(7)的位姿，使所述工业相机(7)的光轴与第一阶梯靶标(1)的轴线O1O2相重合，并拆卸第一阶梯靶标(1)；

步骤c：将所述第二阶梯靶(8)安装于待装配轴后端部，且使第二阶梯靶标(8)的轴线与待装配轴的轴线共轴；用工业相机(7)通过待装配孔和待装配轴的通孔朝向第二阶梯靶标(8)的图案面拍摄，得第二阶梯靶标图像，确定出第二阶梯靶标中两个圆柱体前端面的中心O3和O4，即得第二阶梯靶标(8)的轴线O3O4；

调整安装有第二阶梯靶标(8)的待装配轴，使轴线O3O4与工业相机(7)的光轴相重合，此时，轴线O3O4与轴线O1O2相重合。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉监测的装配对中方法，其特征在于，所述步骤b中调整工业相机的光轴与第一阶梯靶标的轴线O1O2相重合的具体过程如下：

使用四轴转台，所述工业相机(7)放置于四轴转台上，通过自适应标定方法分别计算出第一阶梯靶标(1)中两个圆柱体前端面图像的像素大小P1和P2，分别得到O1和O2距离光轴的实际偏移距离(ΔX1，ΔY1)和(ΔX2，ΔY2)；

P₁＝D1/D1'；

P₂＝D2/D2'；

ΔX_i＝ΔX_i'*P_i；

ΔY_i＝ΔY_i'*P_i；

其中：i＝1、2，D1和D2分别为第一阶梯靶标中第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)前端面上圆形图案的圆心所形成的圆的直径；D1'和D2'分别为第一阶梯靶标，在相机成像平面中第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)前端面上圆形图案的圆心所拟合形成的椭圆长轴的像素直径；

O1’(ΔX1',ΔY1')、O2’(ΔX2',ΔY2')分别为第一阶梯靶标的第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)前端面中心在相机成像平面上的距离工业相机光轴中心的像素坐标；O1(ΔX1,ΔY1)O2(ΔX2,ΔY2)为第一阶梯靶标中的第一圆柱体(1-1)和第二圆柱体(1-2)前端面中心在相机坐标系中相对于光轴的偏移坐标值；

调节水平位移台(9)和升降台(10)，使得点O2与光轴重合，控制水平旋转台(4)转动β角度，俯仰旋转台(12)转动α角度，使得工业相机的光轴和第一阶梯靶标轴线平行，再次移动水平位移台(9)和升降台(10)，使得第二圆柱体(1-2)中心位于工业相机光轴上，计算此时第一阶梯靶标轴线与工业相机光轴之间的偏差，若ΔX1、ΔY1、ΔX2、ΔY2均小于0.1mm，则工业相机的光轴与第一阶梯靶标(1)的轴线O1O2相重合；若不满足，继续调整四轴调整台，直到满足ΔX1、ΔY1、ΔX2、ΔY2均小于0.1mm为止。