[发明专利]基于双目视觉的内外螺纹起始角测量方法、系统及设备

说明书

本发明属于机器视觉测量算法技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的内外螺纹起始角测量方法、系统及设备，旨在解决现有技术中工件装配困难需要垫片辅助安装，而垫片厚度无法预测的问题，本申请的基于双目视觉的内外螺纹起始角测量方法能够广泛应用到各零件装配时的精确计算，减少零件损耗，提高装配效率，保证装配质量。运用本发明的基于双目视觉的内外螺纹起始角测量方法，能够得到螺帽平面上螺纹线终止点与参考方向的夹角θ，且测量误差在10度以内，同时以像素为单位给出所检测螺纹的螺距。本发明的方法具有测量精度高，速度快，方法简单易实现等优点。

技术领域

本发明属于机器视觉测量算法技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的内外螺纹起始角测量方法、系统及设备。

背景技术

目前，在两栖装甲装备油气悬挂系统装配领域，直角接头与液压缸通过内外螺纹进行旋合拧紧装配，装配要求直角接头拧紧后与液压缸轴线方向必须平行。实际装配中，由于直角接头的外螺纹起始角、终止角以及液压缸外螺纹的起始角均具有随机性，因此很难保证直角接头拧紧后与液压缸轴线方向平行。因此，在实际装配中，需要通过加装垫片的方式，调整直角接头拧紧角度，直到与液压缸轴线方向平行。

由于接头拧紧角度具有随机性，导致目前装配需要反复试装，才能最终确定所需加装垫片厚度来保证达到装配要求，装配效率非常低，且反复试装容易对接头外螺纹以及液压缸内螺纹造成损伤，从而影响装配后的密封效果。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中工件装配困难需要垫片辅助安装，而垫片厚度无法预测的问题。本申请第一方面提供一种基于双目视觉的内外螺纹起始角测量方法，包括以下步骤：

步骤S100，基于双目视觉设备获取平行于被检测物体中轴面的螺纹图像，并调整螺纹轴线使其与坐标轴竖直线平行，作为模板图像；

步骤S200，基于预设的第一选取规则从所述模板图像中选取第一区域，所述第一选取规则为：使所述第一区域的上顶边与被检测物体的顶面平齐，且所述第一区域的高度至少包含第一数量的螺纹线，所述第一区域的宽度应保证图像的每一行中不会同时出现属于不同螺纹的像素；

步骤S300，基于预设的第二选取规则从所述第一区域中选取第二区域，所述第二选取规则为：使所述第二区域的上顶边和宽度与所述第一区域的上顶边和宽度相同，并调整所述第二区域的高度以使所述第二区域内至少包含第二数量的螺纹线；

步骤S400，获取所述第二区域的图像的矩阵，基于高斯核函数对所述第二区域的图像的矩阵依次进行卷积平滑和向量化，得到模板向量数据；

步骤S500，重复步骤S100-步骤S200的方法，获取待检测物体的螺纹图像对应的第一区域，作为第一待检测区域；获得第一待检测区域图像矩阵，基于高斯核函数对所述第一待检测区域图像矩阵依次进行卷积平滑和向量化，得到待检测向量数据；

步骤S600，通过相关性计算得到模板向量数据与待检测向量数据的匹配度曲线，对所述匹配度曲线进行极大值抑制，以获取螺距和螺纹起始角。

在一些优选技术方案中，所述步骤S100具体为：

步骤S110，基于双目视觉设备获取被检测物体平行于中轴面的螺纹图像，并调整螺纹轴线使其与坐标轴竖直线平行；

步骤S120，将步骤S110调整后的螺纹图像进行二值化处理，将二值化处理后的螺纹图像作为模板图像。

在一些优选技术方案中，所述步骤S400具体为：

步骤S410，获取所述第二区域的图像的矩阵为M，其中，height₂为第二区域的高度，width₂为第二区域的宽度；

步骤S420，通过尺度为n×n的高斯核函数G对所述二区域图像的矩阵M进行卷积平滑处理得到M_g，