[发明专利]视觉测量结合接触式测量的螺纹孔中心定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于视觉测量的接触式螺纹孔中心定位方法主要测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)测量开始之前完成对高分辨率CCD相机的标定过程，包括RT矩阵的计算以及结构光平面参数的计算；

2)测量设备开启，测量连杆处于初始测量位置并调整球状测头位置，球状测头调整至处在高分辨率CCD相机的视场之内并且与线结构光相交；

3)工业机器人带动测量连杆和球状测头与待测螺纹孔紧密接触，线结构光与圆形标记点相交，由高分辨率CCD相机对球状测头进行拍摄，本次测量结束后将拍摄到的图片上传至上位机；

4)上位机将图片中球状测头上标记点的位置数据进行数据处理，使其变换到待求的坐标系中，并获得圆形标记点在该坐标系下的位置信息；

5)根据测量的中心位置坐标与图纸标准值及公差值进行比较，给出螺纹孔位置是否合格的判断与置信概率。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量的接触式螺纹孔中心定位方法，其特征在于，步骤1)的标定过程中，首先对相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系、世界坐标系以及测量靶标坐标系进行相对位置关系的标定，从而确定各个坐标系之间的RT关系；其次标定工业相机和工业机器人之间的手眼关系；最后标定线结构光的光平面参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量的接触式螺纹孔中心定位方法，其特征在于，步骤3)中，通过测量连杆的挠性使测量连杆下端的球状测头与待测螺纹孔紧密接触，保证球状测头的球心与待测螺纹孔的孔心共线，以保证此时圆形标记点在XY方向上位置信息即为待测螺纹孔在XY方向上的位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量的接触式螺纹孔中心定位方法，其特征在于，步骤4)中线结构光发生器向球状测头上的圆形标记点发射线结构光，高分辨率CCD相机获取球状测头上照射在圆形标记点上的线结构光，通过光平面参数获取该结构光在光心方向上的深度信息，再通过世界坐标系、机器人坐标系、相机坐标系以及像素坐标系的关系转换以及测量装置结构的相对位置，最终得出待测螺纹孔中心位置坐标。

5.一种视觉测量结合接触式测量的螺纹孔中心定位装置，其特征在于，包括：工业机器人、相机及结构光装置和测量装置；所述相机及结构光装置一端安装在所述工业机器人上，所述相机及结构光装置的另一端与所述测量装置相连，所述相机及结构光装置包括线结构光发生器和高分辨率CCD相机，所述高分辨率CCD相机拍摄所述线结构光发生器照射在所述测量装置上的圆形标记点，通过数据处理得到螺纹孔中心位置。

6.根据权利要求5所述的一种视觉测量结合接触式测量的螺纹孔中心定位装置，其特征在于，所述相机及结构光装置还包括：相机固定底座和CCD相机外壳；所述相机固定底座安装在所述工业机器人上，所述CCD相机外壳固定安装在所述相机固定底座上，所述高分辨率CCD相机竖直向下安装在所述CCD相机外壳上，所述线结构光发生器安装在所述CCD相机外壳底端。

7.根据权利要求6所述的一种视觉测量结合接触式测量的螺纹孔中心定位装置，其特征在于，所述测量装置包括：测量连杆和球状测头；所述测量连杆安装在所述CCD相机外壳的端部，所述球状测头安装在所述测量连杆的底端。

8.根据权利要求7所述的一种视觉测量结合接触式测量的螺纹孔中心定位装置，其特征在于，所述测量连杆与所述CCD相机外壳为可拆式连接，所述球状测头与所述测量连杆为可拆卸式连接。

9.根据权利要求8所述的一种视觉测量结合接触式测量的螺纹孔中心定位装置，其特征在于，所述接触式测量的螺纹孔中心定位装置备有多个不同长短的所述测量连杆，备有多个不同形状和大小的所述球状测头。