[发明专利]基于线结构光的圆柱体直径及凸起高度的测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种于线结构光的圆柱体直径及凸起高度的测量方法及系统，包括步骤：将圆柱体工件固定，开启线激光器，调整线结构光与圆柱体中心线垂直；采集圆柱体工件多个位置的圆弧轮廓数据；基于当前位置的圆弧轮廓数据，采用剔除凸起噪声的二次圆拟合处理方法确定表面凸起高度；重复上述获取多个位置的二次圆拟合数据及对应的表面凸起高度，基于多个位置的二次圆拟合数据获取最小包围圆的直径作为圆柱体直径；测量结束，关闭线激光器。本发明可以快速实现圆柱体直径和凸起高度的同步测量，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及圆柱体直径的测量方法，具体涉及一种于线结构光的圆柱体直径及凸起高度的测量方法及系统。

背景技术

在工业生产领域中，需要测量圆柱体工件直径，以确定工件是否符合生产工艺要求。目前圆柱体直径的测量基本都是采用游标卡尺，需要在圆柱体不同截面多次测量，检测人员采用游标卡尺测量时，易受人为因素干扰，如测量人员的熟练程度、测量操作方法等，导致测量结果精度低、偏差大，且每次测量均需要调整游标卡尺，检测效率低。同时，圆柱体表面凸起高度的测量也依靠游标卡尺，遇到相同的人为因素干扰。

在激光三角法测量中，激光器发射一束激光照射在被测物体表面，发生漫反射，部分反射光汇聚在成像系统。当被测物体表面在激光轴线方向发生位移变换(即高度发生变化)时，反射光角度也随之发生变化，光斑在成像系统的成像也会发生相应的移动。进而可以实现被测物体表面深度信息的测量功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种于线结构光的圆柱体直径及凸起高度的测量方法及系统，可以快速实现圆柱体直径和凸起高度的同步测量，提高了检测效率和检测精度。

实现本发明目的的技术方案为：

一种基于线结构光的圆柱体直径及表面凸起的测量方法，包括步骤：

步骤1，将圆柱体工件固定，开启线激光器，调整线结构光与圆柱体中心线垂直；

步骤2，采集圆柱体工件多个位置的圆弧轮廓数据；

步骤3，基于当前位置的圆弧轮廓数据，采用剔除凸起噪声的二次圆拟合处理方法确定表面凸起高度；

步骤4，重复步骤2-3获取多个位置的二次圆拟合数据及对应的表面凸起高度，基于多个位置的二次圆拟合数据获取最小包围圆的直径作为圆柱体直径；

步骤5，测量结束，关闭线激光器。

进一步的，所述步骤3具体包括以下步骤：

采用中值滤波法对圆弧轮廓数据进行滤波处理；

对滤波处理后的圆弧轮廓数据进行一次圆拟合；

剔除凸起噪声干扰进行二次圆拟合；

基于二次圆确定圆柱体表面凸起高度。

进一步的，所述采用中值滤波法对圆弧轮廓数据进行滤波处理具体为:

另滤波窗口长度L＝2*N+1，获取窗口内的样本为：

{(x_i-N,y_i-N),...,(x_i,y_i),...,(x_i+N,y_i+N)}

其中x，y为点坐标，对这L个坐标点数据进行从大到小的顺序排列，将中值定义为中值滤波的输出值：

y_i＝Med{y_s(i-N),...,y_si,...,y_s(i+N)}

重复上述步骤对圆弧轮廓数据中各点依次进行中值滤波处理，得到滤波处理后的圆弧轮廓数据为：