[发明专利]飞机零件上大量小尺寸导孔的快速视觉检测方法

摘要

本发明公开了一种飞机零件上大量小尺寸导孔的快速视觉检测技术，属于视觉检测领域。该技术采用将视觉检测与数控运动机构相结合的导孔检测方式，将视觉成像系统安装在数控运动机构的运动末端上，在标定系统后，由运动机构带动视觉成像系统精确移动至待测导孔的孔轴方向上的适当拍摄距离处拍摄待测导孔图像，用配套的图像处理算法得到待测导孔的实际成像边缘，采用虚拟相机技术得到待测导孔的理论成像边缘，将实际成像与理论成像进行对比分析，得到孔位检测结果。本发明提供了飞机零件上的大量小尺寸导孔孔位的快速数字化检测手段，其检测精度和检测效率能够很好地满足飞机导孔制造中的数字化检测需要。

主权项

一种飞机零件上大量小尺寸导孔的快速视觉检测方法，其特征在于：检测系统包括视觉成像系统、运动机构和计算机检测系统；视觉成像系统由计算机检测系统控制，运动机构与计算机检测系统间数据通讯；在检测时将视觉成像系统安装在运动机构的运动末端上，在标定系统后，由运动机构带动视觉成像系统移动至待测导孔的孔轴方向上拍摄得到导孔的实际成像，图像处理得到待测导孔实际成像边缘的椭圆表达式；虚拟相机得到待测导孔的理论成像，并处理得到理论边缘的椭圆表达式，最后将导孔的实际边缘表达式与理论边缘表达式进行对比分析，得到检测结果；所述的标定系统采用标定参照物，包括如下步骤：(1)在运动机构工作台上装夹找正标定参照物，得到标定参照物坐标系与运动末端坐标系的位置关系；(2)移动相机从多个方位拍摄标定参照物得到标定图像，由此标定出相机内参数以及相机坐标系相对于标定参照物坐标的位置关系；(3)根据已经得到的标定参照物坐标系与运动末端坐标系的位置关系以及相机坐标系相对于标定参照物坐标的位置关系，计算相机坐标系与运动末端坐标系间的位置关系；所述的图像处理算法包括如下步骤：(1)对原图像进行灰度化，对灰度图像进行高斯滤波处理；(2)采用最大类间方差法进行二值化，寻找二值化后图像中的轮廓边缘，初步拟合椭圆；(3)对灰度图像用Canny算法进行边缘检测，得到更为精确的边缘，用拟合的椭圆信息对像素边缘进行筛选，在对筛选结果进行畸变校正后，最终采用RANSAC方法进行椭圆拟合得到待测导孔在图像坐标下的椭圆表达式Er；所述的对比分析方法包括如下步骤：(1)将系统标定参数输入到虚拟成像模型中，对检测零件的三维模型进行虚拟成像得到待测导孔边缘的理论成像椭圆表达式Et；(2)根据待测导孔的理论边缘椭圆表达式Et和实际边缘椭圆表达式Er，从两个方面分析导孔的加工精度：A.孔心位置偏差，即椭圆Et和椭圆Er的中心之间的距离；B.最大边界误差，首先计算过Et中心的直线与Et、Er在同一个方向上的交点，而后计算两个交点间的距离，直线扫描一周，最大的距离即为最大边界误差。