[发明专利]转盘半径及安装偏心四转位坐标增量检测方法及检测装置

权利要求书

1.一种转盘半径及安装偏心四转位坐标增量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、建立圆周偏心转位定点坐标增量方程：

其中：x、y分别为与转盘转轴同轴的标准转台在初始角α位置时，转盘圆周上的一点A₀在物空间坐标系X、Y坐标值，物空间坐标系的原点为标准转台转轴与被测转盘成像平面的交点O，X、Y坐标轴分别平行于数码显微镜的图像坐标轴；A₀对应的物空间位置点A为定点；a、b分别为标准转台在初始位置时，成像平面上转盘中心O’与其转轴中心O在X、Y方向的偏离量，即偏心初始位置的X、Y坐标值；θ_i为标准转台当前转位相对于初始位置的转动角度，Δx_i和Δy_i分别为当前转位边缘点A_i与定点A在物空间坐标系下X、Y坐标的增量；

b、图像采集，利用光轴与标准转台转轴平行的数码显微镜，分别在标准转台的四个转角位置α+θ_i上采集四个转位转盘圆周边缘局部图像I_i，i＝1、2、3、4，其中α为标准转台的初始角，四个转位尽量在转盘圆周内均匀分布，且取θ₁＝0；

c、图像处理，对四个转位转盘的局部图像I_i进行畸变校正、像素标定、边缘提取的图像处理过程，得校正后的局部图像I’_i、显微成像的横纵方向的像素当量β_x、β_y和转盘的边缘；

d、选取转盘在同一圆周上的边缘点，在初始转位的校正后局部图像I’₁上选择转盘同一圆周的两个边缘点A₀和A₁，在其余转位时的校正后局部图像I’₂、I’₃和I’₄上分别各选择转盘同一圆周的一个边缘点A₂、A₃和A₄；

e、确定各边缘点的图像坐标，以局部图像左下角的像素中心为原点O_I，分别沿像素横向分布向右为横坐标轴，沿像素纵向分布向上为纵坐标轴，建立图像坐标系X_IO_IY_I，在四个校正后局部图像I’_i中确定5个边缘点A_j在图像坐标系的坐标x_j，y_j，坐标单位为像素数，j＝0、1、2、3、4；图像坐标系X_IO_IY_I坐标轴与物空间坐标系XOY坐标轴平行，定点A在物空间坐标系的坐标x，y，单位为mm；

f、计算四转位边缘点A_i与定点A在物空间坐标系的X、Y坐标增量：

Δx_i＝-β_x(x_i-x₀) (2)

Δy_i＝-β_y(y_i-y₀) (3)

其中：β_x、β_y为显微成像的横向、纵向像素当量，即显微图像像素长、宽对应的物方尺寸，单位为mm/像素；

g、圆周偏心转位定点坐标增量方程联立求解，将Δx_i、Δy_i分别代入方程(1)，四个转位得四个方程式，四方程联立求解得转盘中心偏心位置坐标(a，b)、定点A的坐标(x，y)；当方程组多解时，根据定点坐标的数值范围和偏心值的范围选取合理值；

h、计算被测转盘半径R和安装偏心误差e：

转盘在当前转位α+θ时的偏心位置(a’，b’)：

2.一种实现权利要求1所述方法所采用的装置，其特征在于，是由支架底座(13)上装有调节支架(1)，高度可调悬臂(11)与调节支架(1)通过齿轮齿条和滑动导轨连接，高度可调悬臂(11)上装有数码显微镜(3)，数码显微镜(3)通过数据线(8)与PC机(9)连接；标准转台(7)的中间设有标准转台转轴(14)，标准转台(7)通过控制线与PC机(9)连接，被测转盘(6)置于标准转台(7)上，被测转盘转轴(4)插入标准转台转轴(14)的中心孔中，通过固定顶丝(5)固定，标准转台(7)带动被测转盘(6)转动；数码显微镜(3)与被测转盘(6)的焦距粗调是通过高度可调悬臂(11)在调节支架(1)上升高或降低，通过固定螺栓(12)固定，焦距微调是通过数码显微镜(3)的镜头调整；数码显微镜(3)的图像坐标系的坐标轴分别与物空间坐标系的坐标轴平行。