[发明专利]一种基于主动视觉的齿轮测量装置及测量方法

摘要

本发明涉及一种基于主动视觉的齿轮测量装置及测量方法，属于高精度检测技术领域。该测量装置包括基座,基座上设有三维移动平台,三维移动平台包括相互垂直的XYZ轴导轨，各轴导轨上均设置有光栅位移传感器；Z轴导轨上滑动设有滑架，滑架上设有相连接的工业相机和镜头，工业相机的输出端连接上位机，背景光源固定在基座上；每个位移传感器均连接控制器，用于计算三维移动平台的定位信息；控制器连接上位机，上位机通过给所述控制器发送命令实现对三维平台的运动控制和获取定位信息。本发明能有效对尺寸范围为50mm‑500mm内的齿轮实现高精度的非接触式测量，达到降低成本的效果。

主权项

1.一种基于主动视觉的齿轮测量方法，包括基座和三维移动平台，所述三维移动平台包括相互垂直的X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，所述Y轴导轨与所述基座水平固定，所述Y轴导轨上设有沿所述Y轴导轨滑动的第一支撑架，所述X轴导轨设置在所述第一支撑架上，所述Z轴导轨设置在所述X轴导轨上并沿所述X轴导轨滑动，所述X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨上均设置有位移传感器，所述Z轴导轨上设置有沿所述Z轴导轨滑动的滑架，所述滑架上设有视觉系统；/n所述视觉系统包括相连接的工业相机和镜头，所述工业相机连接上位机，所述上位机实时控制镜头调焦和工业相机采集图像，以及对采集的图像进行处理，所述工业相机的光轴和所述基座垂直；/n所述三维移动平台通过控制器驱动伺服电机使所述视觉系统沿X轴导轨或Y轴导轨或Z轴导轨移动；每个所述位移传感器均连接所述控制器，用于计算三维移动平台的定位信息；所述控制器连接上位机，所述上位机通过给所述控制器发送命令实现对所述三维移动平台的运动控制和获取定位信息；/n在所述基座上设置有高亮LED灯背景光源；/n在远离所述Y轴导轨的基座的一端与所述X轴导轨之间设置有随所述第一支撑架移动的第二支撑架，所述第二支撑架与所述X轴导轨固定连接，所述第二支撑架与所述基座滑动连接；/n所述工业相机采用的是工业CCD相机，所述工业CCD相机的分辨率是2448×2050；/n所述镜头通过软件方法调焦；/n其特征在于，将工业相机固定在三维移动平台上，实现齿轮不同局部图像的采集，上位机对采集的图像进行处理以及调节相机镜头的焦距实时对齿轮局部放大成像，所述齿轮测量方法包括全局粗略测量和局部精确测量，具体包括以下步骤：/n(1)标定工业相机各焦距对应的透镜畸变参数并存储；以及对各焦距进行系统标定，得到像素当量表；/n(2)使用工业相机采集齿轮的全局图像；读取当前焦距对应的透镜畸变参数，并根据所述透镜畸变参数对所述全局图像进行图像变形矫正；/n(3)上位机提取所述全局图像的齿轮轮廓，以一最小圆包围齿轮轮廓，该圆为齿顶圆，得到齿顶圆直径d