[发明专利]基于侧影技术的焊接螺柱位置检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于侧影技术的焊接螺柱位置检测方法，其使用的检测装置包括：相机(1)、两个点光源和线激光器(4)，所述相机(1)的光轴垂直于待测物体所在平面；所述两个点光源和线激光器(4)均设置于所述待测物体的侧上方；所述两个点光源照射待测物体形成的影子不在同一条直线上；所述两个点光源分别标记为一号光源(2)和二号光源(3)；

其特征在于检测方法包括如下步骤：

1)调整视觉传感器的位置，使相机正对焊有螺柱的板材平面；

2)点亮一号光源，用相机拍照获得被测螺柱的影子图像；

3)点亮二号光源，用相机拍照获得被测螺柱另一侧的影子图像；

4)利用步骤2)、3)得到的两幅影子图像，计算被测螺柱根部中心的像面坐标；

5)点亮线激光器，用相机拍照，利用如下方法计算被测螺柱的深度信息：利用线激光器在焊有被测螺柱的板材平面上投射激光条，基于结构光测量原理得到投射在板材平面上的激光条上点在相机坐标系中的Z值；在相机坐标系中，激光条上点的Z值与被测螺柱根部中心的Z值相等，得到被测螺柱的深度数据；

6)利用步骤4)得到的像面坐标和步骤5)得到的深度信息，根据小孔成像模型，计算被测螺柱根部中心点的三维坐标；具体方法为：

①步骤5)得到被测螺柱的Z值数据；

②记相机靶面上被测螺柱根部中心的成像点和相机光心的连线的延长线与线激光器所产生的光平面的交点为P，基于结构光测量原理计算P点的坐标值，利用三角形相似几何关系计算被测螺柱根部中心在相机坐标系中的X值、Y值。

2.如权利要求1所述基于侧影技术的焊接螺柱位置检测方法，其特征在于：步骤4)计算被测螺柱根部中心的像面坐标的方法为，将步骤2)、3)得到的两幅影子图像进行处理，得到两条中心线，两条中心线的相交处即为被测螺柱根部中心点的像面坐标。

3.如权利要求1所述基于侧影技术的焊接螺柱位置检测方法，其特征在于：所述一号光源(2)、二号光源(3)形成的光线与相机光轴之间的夹角为30～60°。

4.如权利要求1所述基于侧影技术的焊接螺柱位置检测方法，其特征在于：所述线激光器(4)的光轴与相机光轴的夹角为25～65°。