[发明专利]一种筒体嵌套装配对中的视觉测量引导装置、方法及系统

权利要求书

1.一种筒体嵌套装配对中的视觉测量引导装置，其特征在于，包括：多个测量单元和一个集成化处理器；

所述测量单元，用于在满足预设条件时获取目标图像；所述目标图像为基准筒体的对接端位置与被测筒体的对接端位置的图像；所述预设条件为多个所述测量单元分布在所述基准筒体的外围，且多个所述测量单元均位于与所述被测筒体垂直的平面上；所述平面为所述基准筒体的对接端的横截面所在的平面；

所述集成化处理器，用于基于三角测量法处理多个所述测量单元获取的目标图像，确定所述基准筒体的对接端与所述被测筒体的对接端之间的偏差，并基于所述偏差输出位姿调节指令；所述位姿调节指令为移动所述被测筒体的指令；

所述测量单元中的图像传感器为相机；所述测量单元中的光源为线光源；在所述基于三角测量法处理多个所述测量单元获取的目标图像，确定所述基准筒体的对接端与所述被测筒体的对接端之间的偏差方面，所述集成化处理器，用于：

在图像坐标系下，基于所述线光源在所述基准筒体和所述被测筒体 上的像素坐标，计算像素级竖向距离和像素级横向距离；所述像素级竖向距离为在所述图像坐标系下的被测筒体 轴向移动距离，所述像素级横向距离为所述被测筒体 与所述基准筒体 之间的径向高度差；

基于所述像素级竖向距离、所述像素级横向距离以及三角测量法，确定在基准坐标系下所述基准筒体 与所述被测筒体 之间的实际竖向距离和实际横向距离；所述基准坐标系是以基准筒体端面的圆心为原点，以所述基准筒体的纵轴为Z轴，以所述基准筒体的水平轴为X轴，以所述基准筒体的竖直轴为Y轴建立的三维坐标系；

以所述基准坐标系的原点为第一圆心坐标，基于所述实际竖向距离和所述实际横向距离，计算所述基准坐标系下的第二圆心坐标；所述第一圆心坐标为所述基准筒体的对接端的横截面的圆心坐标；所述第二圆心坐标为所述被测筒体的对接端的横截面的圆心坐标；

根据所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标，计算圆心偏差；

以所述基准坐标系的Z轴方向为所述基准筒体的轴向向量，根据所述第二圆心坐标，计算所述基准坐标系下所述被测筒体的轴向向量，并基于所述基准筒体的轴向向量和所述被测筒体的轴向向量，计算轴向偏差；

其中，所述基准筒体的对接端与所述被测筒体的对接端之间的偏差包括圆心偏差和轴向偏差。

2.根据权利要求1所述的一种筒体嵌套装配对中的视觉测量引导装置，其特征在于，所述视觉测量引导装置至少包括3个所述测量单元，且每个所述测量单元均包括图像传感器和光源。

3.根据权利要求1所述的一种筒体嵌套装配对中的视觉测量引导装置，其特征在于，所述图像传感器设置有成像透镜；在所述基于所述像素级竖向距离、所述像素级横向距离以及三角测量法，确定在基准坐标系下所述基准筒体 与所述被测筒体 之间的实际竖向距离和实际横向距离方面，所述集成化处理器，用于：

根据公式计算各个所述测量单元位置处所述基准筒体 与被测筒体 之间的实际竖向距离；

根据公式ΔS＝k·Δs计算各个所述测量单元位置处所述基准筒体 与所述被测筒体之间的实际横向距离；

其中，ΔD表示实际竖向距离，Δd表示像素级横向距离，L表示每个所述测量单元的工作距离，l表示每个所述测量单元的像距，θ表示所述光源发射的光在基准筒体表面的入射角，α为所述相机和成像透镜光轴之间的角度；

ΔS表示实际横向距离，Δs表示像素级竖向距离，k表示在对所述相机标定时确定的图像像素距离与实际距离之间的比例值。

4.根据权利要求1所述的一种筒体嵌套装配对中的视觉测量引导装置，其特征在于，在所述基于所述偏差输出位姿调节指令方面，所述集成化处理器，用于：

判断是否满足偏差条件；所述偏差条件包括：所述轴向偏差小于向量检测阈值且所述圆心偏差小于圆心检测阈值；

若否，则输出位姿调节指令，并更新所述目标图像。