[发明专利]一种用于孔位检测的方法及系统

说明书

本发明提供一种用于孔位检测的方法及系统，方法包括：测量系统的标定：用于获取标定结果；多视角三维扫描：用于获取待测物体的三维数据和多个所述视角的图像，得到三维模型；模型对齐：使待测物体的三维模型与标称模型对齐，使得两个模型上的特征重合；孔的三维重建和检测：在标称模型上创建待检测的孔，然后投影到每幅图像上来约束边缘检测的范围，对指定范围内的图像进行边缘检测和边缘筛选以获取孔的边缘数据，进而基于多个视角下圆的三维重建算法计算出所述孔的表面圆的参数，参数包括圆心、法向、半径，最后与标称模型上孔进行对比得到偏差，偏差包括圆心距、半径偏差、法向夹角。测量精度不受人为因素影响，比较稳定，测量方法快捷高效。

技术领域

本发明涉及机器视觉和三维数字化测量技术领域，尤其涉及一种用于孔位检测的方法及系统。

背景技术

对零件表面的孔的检测在零件的质量评估中具有极其重要的作用，因此近年来受到广泛的研究。由于非接触、高精度、自动化等优点，基于机器视觉的孔的自动化的三维检测逐渐成为是未来发展的方向。

目前对孔的检测主要利用一些精密量具进行手动测量，包括高精度的游标卡尺、塞规、内径千分尺等工具。但是这种方法极易引入人工误差且测量效率较低，在需要大批量检测时，这种方法既无法保证测量精度的稳定性也无法满足检测效率的要求。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明为了解决现有的问题，提供一种用于孔位检测的方法及系统。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：

一种用于孔位检测的方法，包括以下步骤：S1：多视角系统的标定：所述多视角系统包括多个视角的测量模组，每个所述测量模组包括两个工业级黑白相机和一个投影仪，对所述相机进行全局标定，用于获取标定结果，所述标定结果包括各个所述相机的内参数和所述相机之间的外方位参数；S2：多视角三维扫描：用于获取待测物体的三维数据和多个所述视角的图像，并基于所述标定结果把不同所述视角下的三维数据统一在一个坐标系下得到三维模型；S3：模型对齐：使所述待测物体的所述三维模型与所述待测物体的标称模型对齐，使得所述三维模型和所述标称模型上的特征重合；S4：孔的三维重建和检测：在所述标称模型上创建待检测的孔，然后投影到每幅所述图像上来约束边缘检测的范围，对指定范围内的图像进行边缘检测和边缘筛选以获取所述孔的边缘数据，进而基于多个所述视角下圆的三维重建算法计算出所述孔的表面圆的参数，所述参数包括圆心、法向、半径，最后与所述标称模型上所述孔进行对比得到偏差，所述偏差包括圆心距、半径偏差、法向夹角。

优选地，步骤S1中，基于摄影测量原理对所述相机进行全局标定；对所述相机进行全局标定时还包括计算各个所述相机之间的位置关系，具体包括：指定每个所述测量模组中左相机作为参考相机，并指定其中一个所述相机作为全局参考相机；计算每个所述测量模组中所述相机之间的位置关系；计算不同所述测量模组中所述参考相机之间的位置关系；计算出所有所述相机相对于所述全局参考相机的位置关系；其中，两个所述相机之间的位置关系是指两个相机坐标系之间的转换矩阵。

优选地，把不同所述视角下的三维数据统一在一个坐标系下得到所述三维模型包括：单个所述测量模组完成所述待测物体表面的三维重建后，单个所述测量模组的扫描数据的坐标系是在左相机坐标系下的，利用所述标定结果把每个所述测量模组的扫描数据转换到全局坐标系下实现多个视角下的三维数据的拼接。

优选地，所述标称模型是CAD模型或网格模型；若所述标称模型是CAD模型，使所述待测物体的所述三维模型与所述待测物体的标称模型对齐包括：把所述标称模型进行网格化得到标称网格模型；通过主成分分析算法使所述标称网格模型和所述三维模型的质心坐标和三个主方向进行对齐；通过迭代最近点算法把所述标称网格模型与所述三维模型再次进行对齐。