[发明专利]基于棋盘格的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置与方法

权利要求书

1.一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置，其特征在于：包括底板、棋盘格标准板移动支撑部分、双相机图像采集部分和图像处理部分；所述的棋盘格标准板移动支撑部分用于支撑和移动棋盘格标准板(10)，包括棋盘格标准板(10)、棋盘格支架(4)、棋盘格移动控制器(1)和导轨(2)；导轨(2)固定在底板上，导轨(2)上固定有棋盘格支架(4)，棋盘格支架(4)朝向拖拉机传动箱端面延伸并在延伸的末端固定有棋盘格标准板(10)，棋盘格移动控制器(1)输出端和导轨(2)，由棋盘格移动控制器(1)控制导轨(2)上棋盘格标准板(10)的水平移动；

所述的双相机图像采集部分用于控制两个相机采集带有拖拉机传动箱端面定位销孔和局部棋盘格标准板的图像，包括相机光源竖直位置调节支架(7)和两个相机光源组件；两根相机光源竖直位置调节支架(7)竖直固定在底板上，两根相机光源竖直位置调节支架(7)的上部之间和下部之间均装设有一组相机光源组件，两组相机光源组件结构相同均包括水平的水平位置调节支架(3)、相机位置调节机构(5)、光源位置调节机构(6)、相机(8)和环形光源(9)，水平位置调节支架(3)水平固定在两根相机光源竖直位置调节支架(7)之间，相机(8)通过相机位置调节机构(5)安装在水平位置调节支架(3)上，环形光源(9)通过光源位置调节机构(6)安装在水平位置调节支架(3)上，相机(8)和环形光源(9)均朝向拖拉机传动箱端面布置，且环形光源(9)相比相机(8)更靠近传动箱端面；

所述的图像处理部分用于处理和分析两个相机所采集的图像，并输出拖拉机传动箱端面上的两个定位销孔(11)间的形位公差检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置，其特征在于：所述的棋盘格标准板(10)在棋盘格移动控制器(1)控制下水平移动并贴合到拖拉机传动箱端面，且棋盘格标准板(10)位于两个定位销孔之间，使得两个定位销孔位于棋盘格标准板(10)一条对角线两端的角位置附近。

3.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置，其特征在于：两组相机光源组件的两个相机(8)分别位于棋盘格标准板(10)上下方。

4.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置，其特征在于：还包括位置传感器，位于拖拉机传动箱输送的传送带上。

5.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置，其特征在于：所述的棋盘格移动控制器(1)采用电机，导轨(2)为丝杠导轨模块，电机的输出端和丝杠导轨模块的丝杠同轴连接，丝杠导轨模块的导轨上的滑块和棋盘格支架(4)底端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置，其特征在于：一组相机光源组件中的所述相机(8)与光源(9)的光轴重合。

7.一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测方法，其特征在于采用权利要求1-6任一所述装置，包括以下步骤：

1)棋盘格移动控制器(1)控制带动棋盘格标准板(10)沿导轨(2)前后移动，使带动棋盘格标准板(10)贴合到传动箱(12)端面；

2)控制触发两组相机光源组件的两个相机(8)同步采集图像，通过相机(8)采集两个定位销孔及其附近的棋盘格标准板(10)所在角的区域图像；

3)对采集到的图像进行处理提取公差。

8.根据权利要求7所述的一种基于棋盘格标准板的传动箱端面大尺寸形位公差检测方法，其特征在于：所述步骤3)中，将采集的图像进行处理和分析获得形位公差及尺寸公差，具体为：

3.1)滤波：对采集的图像I进行双边滤波，获得处理后的图像；

3.2)二值化：再对图像进行自适应阈值二值化，获得黑白图像；

3.3)边缘检测：采用canny算法对采集图像进行边缘粗定位，获得粗边缘；

3.4)亚像素边缘检测：采用Zernike矩对粗边缘进行精确定位处理获得亚像素级的边缘；

3.5)求取测量参数：

采用以下公式计算出定位销孔之间的竖直形位公差H、水平形位公差W和两个定位销孔直径D₁、D₂；

其中，a表示棋盘格标准板中的正方形方格的边长，w₁、w₂分别表示两个定位销孔的圆心到棋盘格标准板沿水平的距离，h₁、h₂分别表示两个定位销孔的圆心到棋盘格标准板沿竖直的距离，d₁、d₂分别表示图像中两个定位销孔的直径，h、w分别表示棋盘格标准板沿水平和竖直方向的尺寸，s表示图像中棋盘格的两个亚像素级角点间距离。