[发明专利]一种轴类零件检测方法及其装置

摘要

本发明公开了一种轴类零件检测方法及其装置，其中，一种轴类零件检测装置，包括暗箱、工件传送机构以及摄像机构，所述工件传送机构以及摄像机构设置在暗箱中，所述摄像机构为两个，分别相对设置在工件传送机构传送工件方向的两侧，摄像机构包括摄像头以及两个补光灯，两个补光灯分别设置在摄像头两侧。本发明能检测轴类零件各部分的半径、高度、同轴率、瑕疵等，且能自动判断加工后的轴类零件是否合格。

主权项

1.一种轴类零件检测方法，其特征在于：建立像素平面坐标系(u，v)和像平面坐标系，所述像平面坐标系包括图像物理坐标系(x,y)、相机坐标系(Xc,Yc,Zc)以及世界坐标系(Xw,Yw,Zw)；建立像素平面坐标系与像平面坐标系的关系，结合像素平面与图像平面的关系，得到空间点M与像点m的像素坐标之间的变换关系：公式1：其中，dx,dy表示每个像元的长宽；u0和v0表示光轴与像平面的交点；f为相机焦距，即图中的点O到点Oc的距离；Xc、Yc、Zc是相机坐标系中一点M的坐标；令α＝f/dx、β＝f/dy分别代表以x轴和y轴方向上的像素为单位表示的等效焦距，另外引入参数γ＝αtgθ1表示图像平面中以像素为单位的坐标轴倾斜程度的量度，θ为相机CCD阵列v轴的偏斜角度，把公式1可改写为：公式2：根据公式2得到相机的五个畸变系数；用旋转变换矩阵R和平移变量t来描述世界坐标系的点到相机坐标点的变换，设空间中一点M在世界坐标系和相机坐标系下的齐次坐标分别是[Xw,Yw,Zw,1]T，[Xc,Yc,Zc,1]T，则有关系：公式3：其中，O＝[0，0，0]T,Xw,Yw,Zw是空间中某点的世界坐标系坐标，平移向量t中的3个平移量加上旋转矩阵R的三个旋转角度共6个参数就是相机的外部参数；得到畸变系数矩阵和外部参数矩阵后，根据畸变系数矩阵和外部参数矩阵对图片进行矫正；图片矫正步骤：根据畸变系数和外部参数可得空间中M点在像素平面坐标系上的坐标为：公式4：其中，R为旋转变换矩阵，是一个3x3正交单位矩阵，t为一个三维平移变量；再通过建立非线性最小化模型优化解得值与真实值的差异；在相机会存在径向畸变时，设(u，v)为理想的像素平面坐标，为实际的像素平面坐标，(x，y)和分别为理想和实际的图像物理坐标，k1、k2为径向畸变系数，由可得：公式5：通过最小二乘法求解公式5，得出径向畸变系数k1、k2后可通过极大似然估计进行优化；在进行直径检测时，需要对待测的轴类零件进行亚像素级边缘检测和角点检测，再根据角点计算出直径。