[发明专利]一种用于圆形零件缺失的视觉检测装置及方法

说明书

本发明公开一种用于圆形零件缺失的视觉检测装置及方法，该装置包括：图像采集模块、图像识别模块、激光数据采集模块、相机内外参数标定模块；图像采集模块与图像识别模块相连接，用于获取圆形零件表面的二维图像数据；激光数据采集模块与图像识别模块相连接，用于获取圆形零件距离相机的一维距离；相机内外参数标定模块与图像识别模块相连接，用于获取图像坐标系到相机坐标系的转换参数。本发明运用图像处理算法准确定位并分析出圆形零件的图像特征信息，并根据特征信息的纹理判断有无零件缺失，以适应各种不同高度不同尺寸的零件缺失检测，从而提高生产效率和产品质量，使得系统具有准确性和稳定性等特点。

技术领域

本发明涉及圆形零件生产过程的自动化检测技术领域，主要涉及一种用于圆形零件生产加工过程的零件缺失检测装置及方法。

背景技术

圆形零件的生产过程由于工序比较繁琐小零件比较多，容易出现零件缺失情况，传统的检测方法都是通过人工进行检测，人容易由于受环境的影响而出现漏检测现象，造成产品质量不够稳定。

发明内容

本发明的目的是针对现有圆形零件生产技术存在的问题，提供一种用于圆形零件缺失的视觉检测装置及方法，能对加工后的圆形零件进行机器自动检测，保证生产的每一个产品都不缺失零件，从而使得生产具有稳定性和可靠性，并降低人工劳动力，提高产品生产的质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明一种用于圆形零件缺失的视觉检测装置的特点包括：图像采集模块、图像识别模块、激光数据采集模块、相机内外参数标定模块；

所述图像采集模块利用工业相机获取圆形零件的工件表面的二维图像数据并传递给所述图像识别模块；

所述激光数据采集模块利用激光测距传感器获取圆形零件的工件表面的一维距离数据并传递给所述图像识别模块；

所述相机内外参数标定模块对所述工业相机进行参数标定，得到相机内外的标定参数并传递给所述图像识别模块；

所述图像识别模块利用圆形检测算法对所述二维图像数据进行计算，得到二维图像的圆心坐标点；再根据所述相机内外的标定参数、一维距离数据和圆心坐标点，利用三角转换法得到工件表面的三维圆心定位点，从而根据所述三维圆心定位点，利用平移矩阵得到待检测区域的三维坐标区域；再对所述相机内外的标定参数所组成的标定矩阵进行逆运算，反解出所述待检测区域的二维图像坐标系下的区域数据，并利用梯度算子对所述区域数据进行边缘检测，得到边缘信息，从而根据所述检测到的边缘信息进行阈值判断，以识别出是否有零件缺失。

本发明所述的用于圆形零件缺失的视觉检测装置的特点也在于：所述图像采集模块包括：工业相机、工业镜头和组合光源；

所述组合光源包含：环形光源和条形光源，两个光源组合在一起实现圆形和线型的零件检测；所述工业相机与所述工业镜头连接通过标准C接口相连。

本发明一种用于圆形零件缺失的视觉检测方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1：采用方形棋盘格标定方法对所述工业相机的内外参数进行标定，得到所述工业相机的内部参数矩阵M1和外部参数矩阵M2；

步骤2：根据所述工业相机的内部参数矩阵M1和外部参数矩阵M2，计算出所述方形棋盘格到工业相机的真实距离Z；

步骤3：利用激光传感器获取方形棋盘格表面的一维距离数据D，从而对相机到方形棋盘格表面的真实距离Z与一维距离数据D进行作差，标定出所述工业相机和激光传感器的平移矩阵参数；

步骤4：利用工业相机获取圆形零件的工件表面的二维图像数据f，并对所述二维图像数据f进行边缘检测，得到二维图像的边缘信息Δf；利用激光传感器获得圆形零件到激光的距离d，结合工业相机和激光传感器的平移矩阵参数得到圆形零件到工业相机的距离z；