[发明专利]用于检测螺纹特征的视觉检测系统的精度评价方法

说明书

本发明公开了一种用于检测螺纹特征的视觉检测系统的精度评价方法，其利用标准件进行评价，标准件包括底座和垂直设置于底座上的柱体，柱体分为两段，分别标记为柱体I和柱体II；柱体I表面设有外螺纹，柱体II外表面光滑；柱体I和柱体II同轴；预先利用标准测量仪器获取底座上表面的平面方程、标准坐标和标准夹角；再利用待评价的视觉检测系统获取柱体I段对应的测量坐标、测量夹角；根据位置偏差和角度偏差的大小分析待评价视觉检测系统的精度是否满足要求；本方法采用标准件，标准仪器和待评价视觉检测系统同步获取中轴线，适用于对高精度检测设备的精度评价。

技术领域

本发明涉及视觉检测领域，具体涉及一种用于检测螺纹特征的视觉检测系统的精度评价方法。

背景技术

在工业制造、建筑领域中有多个场景需使用含螺纹目标物进行联接、传动或者密闭，含螺纹目标物的位姿对后续工序有重大影响，因此需要检测螺纹特征、准确获取被测含螺纹目标物的位姿(位置、倾斜角)是否合规，目前智能化的检测系统有：1)三维扫描视觉测量系统、2)线激光视觉测量系统和3)双目立体视觉测量系统；由于市场上视觉测量系统的质量良莠不齐，所以在正式投入检测过程之前，需要事先评估视觉测量系统的检测精度，现有精度评价方法为采用标准球作为待测物，利用其理论球心或标准仪器测得球心作为基准值，再利用待评价视觉测量系统获得测量值，以此评价精度，可是，标准球等目标物，并不具备螺柱自身的特点，如螺纹特征具有高反光、外形复杂、三维点坐标获取困难的特点，该方式得出的精度验证，容易发生视觉系统标称精度高但螺柱特征测量精度低现象，无法满足高精度验证的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种针对螺纹特征的视觉检测系统精度评价方法，本方法中采用的标准件设有柱体I，其设计尺寸螺纹特征可完全等比例还原实测螺纹特征，并兼具了光滑表面的柱体II，该标准件能够被标准仪器和待评价视觉检测系统同步获取中轴线，此外，在视觉检测系统测量标准件时，可根据预先获知的实际待测螺柱位姿状态，设计标准件的多组位姿，并设置每个位姿的权重，得出评价值，该过程能够真实还原实测环境，因此其评价精度优于现有的精度评价方法，更加适用于对高精度检测设备的精度验证。

具体技术方案如下：

一种用于检测螺纹特征的视觉检测系统的精度评价方法，其利用标准件进行评价，所述标准件包括底座和垂直设置于底座上的柱体，所述柱体分为两段，分别标记为柱体I和柱体II；所述柱体I表面设有外螺纹，所述柱体II外表面光滑；所述柱体I和柱体II同轴；

预先利用标准测量仪器获取底座上表面的平面方程、标准坐标和标准夹角；所述标准坐标为：柱体II的中轴线与底座上表面的交点坐标；所述标准夹角为：柱体II的中轴线与底座上表面法向量之间的夹角；

所述精度评价方法的步骤如下：

1)利用待评价的视觉检测系统获取柱体I段外表面点云数据，利用点云数据拟合筒体，得到中轴线L2；

利用待评价的视觉检测系统获取底座上表面点云数据，拟合平面，得到实测底座上表面的平面方程；

2)计算中轴线L2与实测底座上表面的平面方程的交点坐标，以及中轴线L2与实测底座上表面的法向量之间的夹角，并分别记为测量坐标、测量夹角；

3)分别计算标准坐标和测量坐标之间的位置偏差、标准夹角和测量夹角之间的角度偏差，根据位置偏差和角度偏差的大小分析待评价视觉检测系统的精度是否满足要求。

进一步，所述标准测量仪器为三坐标机、关节臂式测量机、激光跟踪仪或经纬仪。

进一步，预先利用标准测量仪器获取底座上表面的平面方程、标准坐标和标准夹角的方法为：

①分别测量底座上表面的多个点A和柱体II外表面不同高度的多个点B，获得点A和点B的三维坐标；