[发明专利]一种轴类零件检测方法及其装置

说明书

本发明公开了一种轴类零件检测方法及其装置，其中，一种轴类零件检测装置，包括暗箱、工件传送机构以及摄像机构，所述工件传送机构以及摄像机构设置在暗箱中，所述摄像机构为两个，分别相对设置在工件传送机构传送工件方向的两侧，摄像机构包括摄像头以及两个补光灯，两个补光灯分别设置在摄像头两侧。本发明能检测轴类零件各部分的半径、高度、同轴率、瑕疵等，且能自动判断加工后的轴类零件是否合格。

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种轴类零件检测方法及其装 置。

背景技术

目前工业4.0时代已悄然到来，基于此背景下，智能制造更是当 今世界的主题，旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、 资源效率的智能工厂。在当今时代下，智能制造无疑具有广阔的市 场。

现有轴类零件检测方法一般采用百分尺、千分尺、游标卡尺、 螺旋测微器等传统测量工具进行手工测量。这种传统的测量方式对 人工的依赖性极强，人工劳动量大，效率低，精度得不到保证，人 为误差较多，导致难以实现高精度产品的检测要求。

可见现有技术存在零件检测依靠传统检测手段，精确度得不到 保证。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种 轴类零件检测方法及其装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种轴类零件检测方法，

建立像素平面坐标系(u，v)和像平面坐标系，所述像平面坐 标系包括图像物理坐标系(x,y)、相机坐标系(Xc,Yc,Zc)以及世 界坐标系(Xw,Yw,Zw)；

建立像素平面坐标系与像平面坐标系的关系，结合像素平面与图 像平面的关系，得到空间点M与像点m的像素坐标之间的变换关系：

公式1：

其中，dx,dy表示每个像元的长宽；u0和v0表示光轴与像平面 的交点；f为相机焦距，即图中的点O到点Oc的距离；Xc、Yc、Zc 是相机坐标系中一点M的坐标；

令α＝f/d_x、β＝f/d_y分别代表以x轴和y轴方向上的像素为单位 表示的等效焦距，另外引入参数γ＝αtgθ₁表示图像平面中以像素为单 位的坐标轴倾斜程度的量度，θ为相机CCD阵列v轴的偏斜角度，把 公式1可改写为：

公式2：

根据公式2得到相机的五个畸变系数；

用旋转变换矩阵R和平移变量t来描述世界坐标系的点到相机坐 标点的变换，设空间中一点M在世界坐标系和相机坐标系下的齐次坐 标分别是[X_w,Y_w,Z_w,1]^T，[X_c,Y_c,Z_c,1]^T，则有关系：

公式3：

其中，O＝[0，0，0]^T,Xw,Yw,Zw是空间中某点的世界坐标系坐标， 平移向量t中的3个平移量加上旋转矩阵R的三个旋转角度共6个参 数就是相机的外部参数；

得到畸变系数矩阵和外部参数矩阵后，根据畸变系数矩阵和外部 参数矩阵对图片进行矫正；

图片矫正步骤：

根据畸变系数和外部参数可得空间中M点在像素平面坐标系上 的坐标为：

公式4：

其中，R为旋转变换矩阵，是一个3x3正交单位矩阵，t为一个 三维平移变量；

再通过建立非线性最小化模型优化解得值与真实值的差异；