[发明专利]高精度夹芯阀外径动态视觉测量系统及方法

权利要求书

1.一种夹芯阀外径测量方法，其特征在于，应用了高精度夹芯阀外径动态视觉测量系统，所述高精度夹芯阀外径动态视觉测量系统包括光源、相机、检测平台和控制装置，检测平台的台面是透明的，待测夹芯阀放置于透明台面上，光源位于台面下，相机位于台面上部，相机与控制装置相连，相机将采集的待测夹芯阀的照片发送到控制装置，控制装置根据照片判断出待测夹芯阀的实际外径；

所述夹芯阀外径测量方法包括如下步骤：

S1：将待测夹芯阀放置于检测平台的中心位置，通过相机拍摄获得原始图像S，再对图像S进行处理得到夹芯阀的平面轮廓点集M₁；

S2：对平面轮廓点集M₁进行最小包围圆拟合，在得到最小包围圆⊙₀后，通过比对所有轮廓点与圆心的距离，根据筛选阈值，得到粗选凸台轮廓点集M₂；

S3：通过图像细化，计算得到凸台的端点A、B的坐标；根据端点A、B的坐标计算得出线段AB中垂线的表达式；计算凸台轮廓点集所拟合的圆弧与线段AB中垂线两者的交点就可以得到近似的凸台中心点P；

S4：以P为起点沿着轮廓线方向，向两边搜索，根据梯度值和距离值特征筛选去除完毛刺干扰，剔除掉偏差较大的坏点，得到正常轮廓点集M₃，将满足公式(3)的轮廓点筛选出来，进行最小包围圆拟合，得到⊙₁

0＜(A-x_p)²+(B-y_p)²＜r² (3)

其中，A、B分表代表轮廓点的X、Y值，x_p、y_p分别表示点P的X、Y值，r表示距离阈值，由夹芯阀的尺寸来确定；

S5：求得⊙₁后，计算点P到⊙₁圆心的距离d₀，再计算每一个点到⊙₁圆心的距离d_i，将满足以下条件(4)的点筛选出来，组成凸台轮廓点集M₄

其中，是该轮廓点的梯度值，d_min，d_max分别指代该尺寸的夹芯阀允许的外径上下偏差值；

S6：根据凸台的正常轮廓点集M₄，对其进行圆拟合从而获得外径像素值；计算点m_i(x_i，y_i)∈M₄到圆心的距离的平方和半径平方的差为σ²，再依据拉伊达准则对含有粗大误差值的坏值进行剔除，对剩下的值进行累加，得到函数Q(a，b，c)；计算Q(a，b，c)得拟合圆的圆心坐标值和半径值；将拟合后的圆弧的外径像素值乘以标定系数，即可得到夹芯阀的实际外径值。

2.根据权利要求1所述的夹芯阀外径测量方法，其特征在于，所述光源为背光板。

3.根据权利要求1所述的夹芯阀外径测量方法，其特征在于，所述相机为面阵相机。

4.根据权利要求1所述的夹芯阀外径测量方法，其特征在于，所述相机的镜头为远心镜头。

5.根据权利要求1所述的夹芯阀外径测量方法，其特征在于，所述检测平台位于检测镜头的正下方，所述相机的光心参考线与检测平台的中垂线重合。

6.根据权利要求1-5任一所述的夹芯阀外径测量方法，其特征在于，所述控制装置包括工控机、PLC和光源控制器，所述相机、PLC分别与工控机相连，光源控制器与PLC相连。

7.根据权利要求6所述的夹芯阀外径测量方法，其特征在于，还包括上料装置和下料装置，上料装置用于将待测夹芯阀放置于检测平台中心，下料装置根据检测结果是否合格将待测夹芯阀分别移动到不同位置。