[发明专利]基于视觉的轴承细长孔径系列测量方法

说明书

本发明提供基于视觉的轴承细长孔径系列测量的方法，包括以下步骤：步骤S1：进水之前、零件夹持好后，摄像头先对下光源上的十字光标和内出水口成像，十字光标应该成像在摄像头的图像中心，内出水口的成像应该是某确定大小的圆；本发明的有益效果是通过不同高度水面成像，使孔径测量过程简单、准确、方便。

技术领域

本发明属于影像测量领域，尤指基于视觉的轴承细长孔径系列测量装置及其方法。

背景技术

轴承是机械装备必备零件，轴承孔径的精度控制了装配的质量，直接决定机器设备的使用效果和使用寿命，因此轴承孔径测量尤为重要。现有技术中孔径测量装置结构复杂，使用不便，甚至不能系列化测量细长孔径。

发明内容

基于上述背景中出现的问题，本发明的目的是提供一种基于视觉的轴承细长孔径系列测量，其结构简单、使用方便、读数准确的系列孔径测量装置。

本发明的技术方案是：基于视觉的轴承细长孔径系列测量装置，包括载物台、载物台进水口、刻度尺、下光源、摄像头支架、摄像头、零件夹具、上光源、十字光标；

所述载物台一侧有载物台进水口，载物台外壁有刻度尺，载物台下表面有下光源，载物台上有零件夹具，所述载物台内表面底壁有内出水口，所述摄像头支架一端固定有摄像头和上光源。

进一步，所述摄像头的四周有多个均匀布置的上光源。零件可能是白色的不锈钢，也可能是黑色的铁，因此有两个光源：上光源、下光源。光源起增加水面与孔径内壁对比度的作用。

进一步，零件固定可采用载物台或零件夹具两种不同零件固定方式。零件内径的测量基准可以有两个：零件外侧柱面和底部端面，当以外侧柱面为测量基准时使用零件夹具，当以底部端面为测量基准时则使用载物台。

进一步，载物台底面正对摄像头的地方有十字光标，用于校正摄像头的光轴方向。校正后，十字光标应该成像在摄像头的图像中心。

进一步，摄像头视角θ由零件要测量的部分柱向长度D和内径R决定，θ≥3arctang(R/2D)，保证水面与内柱面的交截圆位于图像从中心向边缘的2/3处，即摄像头单向分辨率为r，测量精度为R/(2r/3)。

本发明还提供了基于视觉的轴承细长孔径系列测量的方法，包括以下步骤：

步骤S1：进水之前、零件夹持好后，摄像头先对下光源上的十字光标和内出水口成像，十字光标应该成像在摄像头的图像中心，内出水口的成像应该是某确定大小的圆；

若十字光标成像位置不在摄像头的图像中心或成像不是圆，则微调摄像头支架或者下光源的位置使得十字光标的位置成像在摄像头的图像中心且成像为圆。

步骤S2：摄像头对零件下口成像，以校正零件柱向和摄像头光轴方向间的夹角σ。如果零件柱向倾角σ不为0，孔口成像应该是椭圆，椭圆的长径和短径分别为R长和R短。根据三维立体关系，按照R长和R短的比例关系，可以确定出零件柱向和摄像头光轴方向间的夹角σ。微调零件夹具使得零件下口的成像由椭圆变成圆形。

步骤S3：向载物台进水口缓慢进水，待水面平静后打开光源和摄像头，拍摄图片。检测水面边缘。水面边缘可能为圆形，圆形内径就是零件内径；也可能为椭圆形，椭圆形有长径R长和短径R短，短径R短就是零件内径。

步骤S4：控制水面从低到高，重复步骤S3，得到多幅图片，可以测量从下到上的一系列内径R。

本发明具有的优点和积极效果是：主要由摄像头支架和载物台组成采集系统结构简单，通过不同高度水面成像，使孔径测量过程简单、准确、方便。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的具体测量角度处的说明图。

图3是本发明涉及的方法的成像示意图。