[发明专利]大型产品几何参数视觉检测方法

说明书

本发明涉及大型产品几何参数视觉检测方法，其步骤为：测量臂单元末端连接结构光扫描头，通过连接工装将结构光扫描头与机器人末端相连，由机器人带动结构光扫描头完成产品外形高精度尺寸测量，其中包括全产品总长度测量，全产品同轴度测量以及垂直度测量。实现了产品关键部位的几何外形三维视觉扫描与几何特征参数提取，实现了高效无人智能化测量。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域,具体的说是一种大型产品几何参数视觉检测方法。

背景技术

电力、船舶、航空航天等行业中都需要大型构件，大型结构件的加工制造是国家制造水平的综合体现，也是世界制造业竞争的制高点。目前大型构件尺寸较大，测量时所使用的卡钳、量杆等测量工具的量程大、重量增加、工人手持测量工具难度增加，测量的准确度较低。视觉测量具有非接触、速度快、精度高等特点，因此研究如何将视觉测量技术应用到大型产品几何参数测量方面对提高产品利用率、降低生产成本具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提出大型产品几何参数视觉检测方法，该方法可以进行产品关键部位几何外形的三维视觉扫描与几何特征参数提取，实现高效无人智能化测量。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种大型产品几何参数视觉检测方法，包括以下步骤：

机器人输出指令控制其夹持的测量臂相对待检测大型部件在定点工位移动，使得设置在测量臂末端的结构光扫描头完成对待检测大型部件的外形尺寸测量。

在测量之前还包括对测量臂移动的定点工位进行全局标定，步骤如下：

a.在测量臂移动轨迹上设置若干个定点工位；

b.在每个定点工位附近放置多个靶球；

c.先用激光跟踪仪测量当前工位每个靶球的几何中心，得到靶球的在激光跟踪仪下的空间坐标，进而得到当前工位下靶球与激光跟踪仪的变换矩阵T1；

d.再用结构光扫描头测量每个靶球，得到每个靶球在法如关节臂下的坐标，进而得到当前工位下关节臂与靶球坐标变换矩阵T2。

e.通过变换矩阵T2、变换矩阵T1求出当前工位下关节臂与激光跟踪仪坐标之间的变换矩阵T，完成关节臂在当前工位的标定；

f.重复上述步骤a-e对所有工位进行标定，将关节臂在每个工位下的坐标统一到同一个坐标系下，实现全局标定。

所述待检测大型部件的顶端包括天线罩，待检测大型部件的外形尺寸包括：总长度DD、同轴度偏差、垂直度偏差；

所述总长度DD为天线罩端头到待检测大型部件的尾端面的距离；

所述同轴度偏差为天线罩几何中心与待检测大型部件的尾端面几何中心的连线相对于基准轴的偏差；

所述垂直度偏差为天线罩几何中心与待检测大型部件的尾端面几何中心的连线相对于尾端面的偏差。

测量总长度的步骤如下：

a.大型产品尾端面测量：

测量臂带动结构光扫描头扫描得到待检测大型部件的尾端面π_G1的点云数据，对点云数据采用最小二乘法进行空间平面拟合，得到尾端面π_G1所在的平面方程：

Ax+By+Cz+D＝0

其中，A、B、C、D为平面方程系数，x，y，z为平面方程参数；

b.大型产品长度测量：