[发明专利]一种针对柱面视觉目标的线扫机构的标定方法

说明书

本发明提供一种针对柱面视觉目标的线扫机构的标定方法，其特征在于：采用标定柱对线扫机构进行标定，标定柱的柱面上标注有第一标定线、多根与第一标定线垂直的第二标定线以及标定圆，首先基于线扫相机采集到的图像中所显示的第一标定线图形完成图像采集高度的设置，然后分别基于第一标定线图形与线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影之间的夹角、第二标定线图形间距像素位置差求解出的所采集到的第一标定线图形与采集线在相机芯片平面上的投影的垂直夹角以及与标定柱的标定圆相对应的标定圆图形的长短轴的倍数，通过采用角度、倾角调整机构以及转动驱动机构对承载平台的角度、夹角以及转速依次进行调整完成标定。

技术领域

本发明属于机器视觉领域，涉及一种针对柱面视觉目标的线扫机构的标定方法。

背景技术

线扫相机能够捕获匀速移动物体的高分辨率图像，适用于高速或高分辨率图像的采集，同时适用在工业中进行轴承等曲面的高精度检测和圆柱状产品表面的花印检测与测量。

由于机械安装等原因，使线扫相机很难平行于待测工件的柱面，从而导致采集到的图像变形，最终很难得到可以用于测量或者缺陷检测的图片。现有方法是通过机械限位等手段保障线扫相机与测量柱面保持平行且设定合适的速度得到不变形的图片，然而依旧存在以下问题：一是保证最终线扫机构平行的加工难度非常大，成本不易把控；二是安装要求非常高，一个小零件安装不平行很可能导致线扫相机无法正常使用；三是人为设定待测物体的运行速度或者线扫相机的行频参数需要多次采集多次调整，耗时长、效率低而且精度没保障。

发明内容

为解决上述问题，提供一种保障线扫机构能够与待测工件的柱面保持平行的成本可控、避免图像变形的标定方法，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种针对柱面视觉目标的线扫机构的标定方法，用于对工件的柱面进行视觉采集的线扫机构进行标定，该线扫机构具有承载工件的承载平台、驱动工件转动的转动驱动机构以及线扫相机，其特征在于：采用标定柱对线扫机构进行标定，标定柱的柱面上设置有与轴线平行的第一标定线、多根与第一标定线垂直的第二标定线以及标定圆，标定方法包括以下步骤：步骤S1，将标定柱放置在承载平台上，采用线扫相机对标定柱进行柱面图像采集；步骤S2，根据步骤S1采集得到的图像调整线扫相机采集时的图像高度，直至采集到的柱面图像包含两条与第一标定线相对应的第一标定线图形，将该调整后的图像高度设置为图像采集高度；步骤S3，在图像采集高度下采用线扫相机对标定柱进行柱面图像采集，并获得采集得到的柱面图像中的第一标定线图形与线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影之间的夹角，采用角度调整机构对承载平台的相机芯片平面角度进行调整，使得第一标定线图形与线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影相互平行；步骤S4，采用线扫相机对标定柱进行柱面图像采集，基于采集得到的柱面图像中与第二标定线相对应的第二标定线图形中的第一部分间距和最后一部分间距的像素位置求解出线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影与第一标定线图形的垂直夹角，采用倾角调整机构对承载平台与相机芯片平面之间的夹角进行调整直至线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影与第一标定线图形相互平行；步骤S5，采用线扫相机对标定柱进行柱面图像采集，以线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影为方向，获取采集得到的柱面图像中包含的与标定圆相对应的标定圆图形，当该标定圆图形显示为椭圆形时，根据该椭圆形的长轴与短轴以及长轴与短轴的倍数，调整转动驱动机构的转速和线扫相机的行频中的至少一个，直至采集得到的柱面图像中的标定圆图形满足设置精度的圆度误差需求。

本发明提供的一种针对柱面视觉目标的线扫机构的标定方法，还可以具有这样的技术特征，其中，长轴为经过标定圆图形的中心且平行于线扫相机的采集线在相机芯片平面上的投影的截距，短轴为经过标定圆图形的中心且垂直于长轴的截距。

本发明提供的一种针对柱面视觉目标的线扫机构的标定方法，还可以具有这样的技术特征，其中，步骤S1至步骤S5中的柱面图像采集过程中采用光源系统对标定柱进行外部补光。