CN108362327A - 一种环形体内壁结构视觉检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环形体内壁结构视觉检测方法,所采用的检测***,包括相机、计算机和锥面反射镜,所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧,并正对相机,环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集。检测方法为:通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界和上边界,位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置;根据识别到的图像位置建立极坐标系,极径和极角分别对应原始环形体内壁的高度以及方位角;通过标定得到极径与实际内壁高度之间的对应关系;通过特征提取手段识别环形体内壁结构,并根据之前标定结果计算其位置信息;判断该内壁结构是否合格。
Description
技术领域
本发明涉及一种环形体内壁结构视觉检测***。
背景技术
内壁带有结构的环形体是一种常见的机械零件,被广泛应用在诸如行星齿轮传动结构等诸多机械传动邻域。随着其应用需求的不断增加,已进入大批量生产装配的时代。内壁带有结构的环形体根据其应用场合不同,往往在一些内壁表面位置处具有诸如滑块槽等不同的结构。考虑到在大批量生产过程中,难免会发生加工漏序或错位等情况,因此,在对其进行自动化装配之前,往往需要首先对关键结构进行检测,以避免由于加工漏序或错位引起机械结构碰撞,最终造成机械装置的严重损坏。
以往检测往往通过人工检测实现,但是人工检测具有以下明显不足:
(1)从生产工艺与成本的角度考虑,人工检测会给环形体生产装配引入不必要的额外环节,不利于全自动生产装配的实现,同时也会增加人工成本;
(2)从生产效率的角度考虑,人工检测速度较慢,难以实现在线检测;
(3)从检测结果的角度考虑,人工检测可靠性无法保证,容易引入人为误差或误判。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种快速可靠的环形体内壁检测方法,实现诸如内齿轮等内壁结构的在线检测,从而提高生产效率,降低成本。为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
一种环形体内壁结构视觉检测方法,所采用的检测***包括相机和计算机,相机所采集的待测环形体内壁的图像被传送至计算机,由计算机根据图像检测环形体内壁结构,其特征在于,所述的视觉检测***还包括锥面反射镜,所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧,并正对相机,环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集,检测方法如下:
(1)通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界和上边界,位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置;
(2)根据识别到的图像位置建立极坐标系,极径和极角分别对应原始环形体内壁的高度以及方位角;
(3)通过标定得到极径与实际内壁高度之间的对应关系;
(4)通过特征提取手段识别环形体内壁结构,并根据之前标定结果计算其位置信息;
(5)判断该内壁结构是否合格。
本发明通过锥面反射镜进行环形体内壁的全景成像,将内壁结构成像至传感器像面,从而便于相机采集。同时,通过该方法还扩展了相机的成像区域,使相机可以通过单次拍摄采集到整个内壁结构的全面信息。具有以下优点:
(1)本发明通过锥面反射镜成像的方法,利用单张图片即可以全面获取环形体内壁信息,能够实现高速可靠的检测;
(2)本发明可通过优化锥面反射镜参数,扩大成像视场区域,能够更加全面的获取内壁信息;
(3)本发明结构简单,可实现低成本检测。
附图说明
图1是本发明所提到的环形体内壁结构检测结构图。
图2是本发明所提到的环形体内壁结构检测原理图。
图3是本发明所提到的环形体内壁结构成像示意图。
图4是本发明的图像处理流程图。
图中标号说明:1相机;2被检环形体内壁;3锥面反射镜;4、5、6环形体内壁典型结构;7环形体内壁下边界;8环形体内壁上边界;9被检内壁经过锥面反射镜所成的像;10被检内壁最终在相机所成的像;11图像传感器;12镜头;13透明板;
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进行说明。
如图1所示,本发明提供的环形体内壁结构视觉检测***需要的主要结构有相机1和锥面反射镜3,通过该方法可检测环形体测内壁2上结构4、5和6等相关信息。检测原理如图2所示,首先,环形体内壁2通过锥面反射镜成像为9。通过合理的设计锥面反射镜,可以使9尽可能位于同一平面,并正对相机。随后,像9被图像传感器11和镜头12组合成的相机1采集得到像10。如图2所示,图中为内壁带有键槽的环形体结构,将该环形体放置在透明板13上,锥面镜最高点低于环形体最低点,保证两者平动时不会发生干涉。如图3环形体内壁成像示意图所示,其中外圆对应环形体内壁下边界7,内圆对应环形体内壁上边界8,同时,内壁典型结构4、5和6被全面的展开到图像中。最后,由计算机实时处理图片。
计算机图像处理流程如图4所示:第一步首先通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界7和上边界8,位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置。完成内壁位置识别后,即可根据识别到的位置建立坐标系,为使图像坐标系能够更好的匹配实物坐标系,这里选择使用极坐标系,如图3所示,ρ代表极径,θ代表极角,两者分别对应原始内壁的高度以及方位角,为减小锥面反射镜引入的畸变影响,首先可通过简单的标定得到ρ与实际内壁高度较为准确的对应关系。第二步,通过二值化、边缘检测、连通域检测等特征提取手段识别环形体内壁键槽及其所在位置,并根据阈值进行初步筛选。第三步,根据第二步得到的相关结构位置信息,判断是否存在键槽漏序或者错位等问题,以判断该内壁结构是否合格。
Claims (1)
1.一种环形体内壁结构视觉检测方法,所采用的检测***包括相机和计算机,相机所采集的待测环形体内壁的图像被传送至计算机,由计算机根据图像检测环形体内壁结构,其特征在于,所述的视觉检测***还包括锥面反射镜,所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧,并正对相机,环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集。检测方法如下:
(1)通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界和上边界,位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置;
(2)根据识别到的图像位置建立极坐标系,极径和极角分别对应原始环形体内壁的高度以及方位角;
(3)通过标定得到极径与实际内壁高度之间的对应关系;
(4)通过特征提取手段识别环形体内壁结构,并根据之前标定结果计算其位置信息;
(5)判断该内壁结构是否合格。
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CN201810032249.9A CN108362327A (zh) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | 一种环形体内壁结构视觉检测方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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