CN113804128A - 一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法 - Google Patents
一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113804128A CN113804128A CN202111045864.1A CN202111045864A CN113804128A CN 113804128 A CN113804128 A CN 113804128A CN 202111045864 A CN202111045864 A CN 202111045864A CN 113804128 A CN113804128 A CN 113804128A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- sub
- measuring unit
- vision measuring
- vision
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims description 45
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 77
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
- G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法,属于机器视觉测量技术领域。所述方法通过利用第一视觉测量单元采集第一轴承孔的端面点云数据拟合第一轴线方程;利用第二视觉测量单元采集第二轴承孔的端面点云数据拟合第二轴线方程;结合第一视觉测量单元和第二视觉测量单元的相对位置关系,将所得第一轴线方程和第二轴线方程转化到统一坐标系,得到双轴承孔的同轴度误差评价参数。所述装置包括用于获取端面点云数据的第一视觉测量单元和第二视觉测量单元、用于标定第一视觉测量单元和第二视觉测量单元相对位置关系的标定单元、用于处理得到同轴度误差评价参数的数据处理单元。本发明操作简单高效,适合大跨距轴承孔同轴度测量。
Description
技术领域
本发明属于机器视觉测量技术领域,具体涉及一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法。
背景技术
同轴度误差直接影响传动的精度与可靠性,不仅使传动过程的附加载荷增加,而且会造成振动噪声高,严重影响设备的正常运行。目前所采用的同轴度测量方法属于间接测量,包括回转轴线法、准直法、坐标法、模拟法和功能量规检测法等,这些方法可基本满足一般孔类零件的同轴度测量要求,但都存在着操作繁琐、效率低、难以在线测量的缺点,无法满足企业实际生产需求。
机器视觉测量技术具有非接触、柔性化、精度高等优点,将其引入到同轴度测量***中,可以实现测量过程的自动化,减少人为误差,提高测量精度。然而,目前基于机器视觉的同轴度测量法并未在企业生产中得到广泛应用,受限于工业相机的景深、视场、盲区等,大多数的现有视觉测量方法都无法以统一的测量坐标系拟合出两个轴承孔的轴线方程。尤其对于大跨距同轴孔的同轴度测量,是机械制造企业生产中比较困难的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法,操作简单高效,测量速度快、精度高,具有较强的环境适应性,能够在工业现场实现在线测量,尤其适合大跨距轴承孔同轴度测量。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
本发明公开了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,包括以下步骤:
S1、调节第一视觉测量单元使第一轴承孔成像清晰,调节第二视觉测量单元使第二轴承孔成像清晰;S2、利用靶标对第一视觉测量单元和第二视觉测量单元进行标定,得到第一视觉测量单元和第二视觉测量单元之间的相对位置关系;S3、利用第一视觉测量单元采集第一轴承孔的端面点云数据,计算第一轴承孔在端面的圆心坐标和端面法线,进而拟合第一轴线方程;利用第二视觉测量单元采集第二轴承孔的端面点云数据,计算第二轴承孔在端面的圆心坐标和端面法线,进而拟合第二轴线方程;S4、结合S2所得第一视觉测量单元和第二视觉测量单元之间的相对位置关系,将S3所得第一轴线方程和第二轴线方程转化到统一坐标系,即可得到双轴承孔的同轴度误差评价参数。
优选地,S2中,靶标由四个子靶标固连而成;其中,第一子靶标位于第一视觉测量单元的视场范围内;第四子靶标位于第二视觉测量单元的视场范围内;其中,第一子靶标与第二子靶标固连,第三子靶标与第四子靶标固连。
优选地,S2中,利用靶标对第一视觉测量单元和第二视觉测量单元进行标定,得到第一视觉测量单元和第二视觉测量单元之间的相对位置关系,其步骤如下:
S201、先标定大视场相机,然后利用大视场相机采集第一子靶标与第二子靶标处于同一视场的图片、第三子靶标与第四子靶标处于同一视场的图片;再次标定大视场相机,然后采集第二子靶标与第三子靶标处于同一视场图片;利用各个子靶标与大视场相机的外参,求解第一子靶标与第二子靶标的旋转矩阵R12、第二子靶标与第三子靶标的旋转矩阵R23、第三子靶标与第四子靶标的旋转矩阵R34、第一子靶标与第二子靶标的平移矩阵T12、第二子靶标与第三子靶标的平移矩阵T23、第三子靶标与第四子靶标的平移矩阵T34;进而求解第一子靶标与第四子靶标的旋转矩阵R14,以及第一子靶标与第四子靶标的平移矩阵T14;S202、利用第一视觉测量单元采集第一子靶标图片,利用第二视觉测量单元采集第四子靶标图片;利用PnP原理求解第一子靶标与第一视觉测量单元的旋转矩阵Rb1s1、第四子靶标与第二视觉测量单元的旋转矩阵Rb4s2、第一子靶标与第一视觉测量单元的平移矩阵Tb1s1、第四子靶标与第二视觉测量单元的平移矩阵Tb4s2;S203、利用S201求解的旋转矩阵R14和平移矩阵T14,以及S202求解的旋转矩阵Rb1s1、平移矩阵Tb1s1、旋转矩阵Rb4s2和平移矩阵Tb4s2,求解第一视觉测量单元与第二视觉测量单元的旋转矩阵Rs1s2与第一视觉测量单元与第二视觉测量单元的平移矩阵Ts1s2。
进一步优选地,利用大视场相机参数及PnP原理,分别求解各个子靶标与大视场相机的外参。
优选地,针对深轴承孔,通过采集轴承孔内圆柱表面点云数据,采用最小二乘拟合法计算其轴承孔轴线方程。
优选地,所述双轴承孔同轴度误差视觉测量方法适用于Visio Studio或Matlab平台。
优选地,得到的双轴承孔的同轴度误差评价参数,包括两轴线的空间距离和夹角。
本发明公开了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,包括第一视觉测量单元、第二视觉测量单元、标定单元和数据处理单元;其中,第一视觉测量单元用于获取第一轴承孔的端面点云数据;其中,第二视觉测量单元用于获取第二轴承孔的端面点云数据;其中,标定单元用于标定第一视觉测量单元和第二视觉测量单元的相对位置关系;其中,数据处理单元用于处理所得相对位置关系及端面点云数据,得到双轴承孔的同轴度误差评价参数。
优选地,第一视觉测量单元和第二视觉测量单元采用结构光视觉测量单元。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明公开了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,通过利用靶标得到两个视觉测量单元之间的位置关系,并结合通过分别采集两轴承孔端面点云来拟合圆心坐标和端面法线,能够准确计算出同一坐标系下两轴承孔的轴线方程。因此,本发明所述双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,具有操作简单高效、测量速度快、精度高的优点。同时,能够适用于多种工业操作环境,能够在工业现场实现在线测量,有效解决了大跨距轴承孔同轴度测量的技术难题。
进一步地,通过四个子靶标固连而成的靶标作为多标定板固连式靶标,依次标定视觉测量单元与对应子靶标以及两两子靶标之间的位置关系,能够得到两个视觉测量单元之间的位置关系,提高了测量精度,解决了背向两块子靶标无法出现在同一视场的问题。
本发明公开了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,适用于所有双轴承孔类零件的同轴度误差测量,尤其可用于大跨距轴承孔同轴度测量,具有普适性;视觉测量单元可在1秒内完成数据采集,操作简单高效,具有良好的环境适应性;采用结构光视觉测量单元,可采集较多的点云数据,具有良好的轴线拟合精度;完成一次***标定后,可对同等规格零件进行批量在线测量。
附图说明
图1为本发明的双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及其测量方法的原理示意图;
图2为本发明中***标定方法的原理示意图;
图3为本发明实施例中利用线激光扫描双目视觉测量单元采集到的压路机振动轮轴承孔端面图像;
图4为本发明实施例中对压路机振动轮同轴度误差的测量结果。
其中:1-第一轴承孔;2-第二轴承孔;3-第一视觉测量单元;4-第二视觉测量单元;5-第一升降架;6-第二升降架;7-第一子靶标;8-第二子靶标;9-第三子靶标;10-第四子靶标;11-大视场相机。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明公开的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,所述双轴承孔同轴度误差视觉测量装置包括在被测第一轴承孔1和第二轴承孔2两侧相对布置的第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4,第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4分别通过云台安装在可前后推进、左右平移的第一升降架5和第二升降架6上。其中,第一视觉测量单元3用于获取第一轴承孔1的端面点云数据;其中,第二视觉测量单元4用于获取第二轴承孔2的端面点云数据。所述双轴承孔同轴度误差视觉测量装置还包括标定单元和数据处理单元。其中,标定单元用于标定第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4的相对位置关系;其中,数据处理单元用于处理所得相对位置关系,并将所得的端面点云数据统一到一个坐标系下,进而计算得到双轴承孔的同轴度误差评价参数。
具体地,在本发明的某一具体实施例中,标定单元包括靶标和大视场相机11。其中,靶标由四个子靶标机械固连而成:第一子靶标7位于第一视觉测量单元3的视场范围内;第四子靶标10位于第二视觉测量单元4的视场范围内;第一子靶标7与第二子靶标8固连,第三子靶标9与第四子靶标10固连。其中,第一子靶标7与第二子靶标8的固连夹角为可同时在大视场相机中清晰成像且第一子靶标在第一视觉测量单元清晰成像的范围内;第三子靶标9与第四子靶标10的固连夹角为可同时在大视场相机中清晰成像且第四子靶标在第二视觉测量单元清晰成像的范围内。
优选地,第一子靶标7与第二子靶标8的固连夹角为90°;第三子靶标9与第四子靶标10的固连夹角为90°。
具体地,在本发明的某一具体实施例中,数据处理单元可选用Visio Studio或Matlab平台。
具体地,在本发明的某一具体实施例中,可针对不同规格轴承孔替换视觉测量单元镜头、调整测量距离等。
其中,所述的视觉测量单元(包括第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4),均采用结构光视觉测量单元。
具体地,对于较高反射率的表面(光滑金属表面),可采用线激光扫描视觉测量单元,对于一般漫反射表面(粗糙金属表面),可采用光栅条纹投影视觉测量单元。
上述双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,能够在工业现场实现在线测量,尤其适合大跨距轴承孔同轴度测量,所述双轴承孔同轴度误差视觉测量装置的测量方法,包括以下步骤:
S1、搭建如权利要求1所述的双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,调节第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4,使被测第一轴承孔1和第二轴承孔2分别在其对应的视觉测量单元的视场范围内清晰成像;
S2、利用靶标对由相对布置的两套视觉测量单元(第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4)构成的无公共视场多视觉***进行标定,得到第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4之间的相对位置关系;
S3、第一视觉测量单元3获取第一轴承孔1端面点云数据,拟合第一轴承孔1在端面上的圆心以及端面法线;第二视觉测量单元4获取第二轴承孔2端面点云数据,拟合第二轴承孔2在端面上的圆心以及端面法线;由此,分别计算得到两个不同坐标系的轴承孔轴线方程(分别记为第一轴线方程和第二轴线方程);
S4、根据S2的标定结果(即为标定第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4之间的相对位置关系),将两套视觉测量单元分别测量得到的两个不同坐标系的轴承孔轴线方程转化到统一坐标系,给出同轴度误差评价参数,同轴度误差评价参数包括两轴线的空间距离和夹角。
具体的,步骤S2中用于标定的靶标由四个子靶标(第一子靶标7、第二子靶标8、第三子靶标9、第四子靶标10)机械固连而成,第一子靶标7位于第一视觉测量单元3的视场范围内,第四子靶标10位于第二视觉测量单元4的视场范围内,第一子靶标7与第二子靶标8、第三子靶标9与第四子靶标10分别以一定夹角(第一子靶标7与第二子靶标8的固连夹角为可同时在大视场相机中清晰成像且第一子靶标在第一视觉测量单元清晰成像的范围内;第三子靶标9与第四子靶标10的固连夹角为可同时在大视场相机中清晰成像且第四子靶标在第二视觉测量单元清晰成像的范围内。)固连,步骤S2中所述利用靶标对第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4进行标定,得到第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4之间的相对位置关系,其步骤具体如下:
S201、标定大视场相机11,分别移动大视场相机11采集第一子靶标7与第二子靶标8处于同一视场的图片、第三子靶标9与第四子靶标10处于同一视场的图片;再次标定大视场相机11,并采集第二子靶标8与第三子靶标9处于同一视场图片;利用大视场相机11参数及PnP原理可分别求解各个子靶标与大视场相机11的外参,进而求解第一子靶标7与第二子靶标8、第二子靶标8与第三子靶标9、第三子靶标9与第四子靶标10之间的旋转矩阵(第一子靶标7与第二子靶标8的旋转矩阵R12、第二子靶标8与第三子靶标9的旋转矩阵R23、第三子靶标9与第四子靶标10的旋转矩阵R34)和平移矩阵(第一子靶标7与第二子靶标8的平移矩阵T12、第二子靶标8与第三子靶标9的平移矩阵T23、第三子靶标9与第四子靶标10的平移矩阵T34),进而求解第一子靶标7与第四子靶标10的旋转矩阵R14和第一子靶标7与第四子靶标10的平移矩阵T14;(作为第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4之间的相对位置关系)
S202、第一视觉测量单元3采集第一子靶标7图片、第二视觉测量单元4采集第四子靶标10图片,利用PnP原理求解第一子靶标7与第一视觉测量单元3之间、第四子靶标10与第二视觉测量单元4之间的旋转矩阵(第一子靶标7与第一视觉测量单元3的旋转矩阵Rb1s1、第四子靶标10与第二视觉测量单元4的旋转矩阵Rb4s2)与平移矩阵(第一子靶标7与第一视觉测量单元3的平移矩阵Tb1s1、第四子靶标10与第二视觉测量单元4的平移矩阵Tb4s2);
S203、利用步骤S201求解的第一子靶标7与第四子靶标10之间的旋转矩阵R14和平移矩阵T14、步骤S202求解的第一视觉测量单元3与第一子靶标7之间的旋转矩阵Rb1s1和平移矩阵Tb1s1,以及第二视觉测量单元4与第四子靶标10之间的旋转矩阵Rb4s2和平移矩阵Tb4s2,最终求解第一视觉测量单元3与第二视觉测量单元4之间的旋转矩阵(第一视觉测量单元3与第二视觉测量单元4的旋转矩阵Rs1s2)与平移矩阵(第一视觉测量单元3与第二视觉测量单元4的平移矩阵Ts1s2),Rs1s2与Ts1s2推导过程如下:
其中,(xwi,ywi,zwi)为对应标定板i的世界坐标系下坐标,(xsi,ysi,zsi)为对应视觉测量单元i的相机坐标系下坐标。
进一步的,步骤S3中当轴承孔较深时,还可以通过采集该轴承孔内圆柱表面点云数据,采用最小二乘拟合法计算其轴承孔轴线方程。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例
本发明提供了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及其测量方法,具体实施方式如下:
首先,如图1在工件的第一轴承孔1和第二轴承孔2的两侧相对布置第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4,分别通过云台安装在可前后推进、左右平移的第一升降架5和第二升降架6上,根据两个轴承孔的位置和尺寸,选择合适的镜头,调整视觉测量单位的位姿,使得视觉测量单元能够完整采集包含轴承孔的端面图像;本实施例中,采用线激光扫描双目视觉测量单元得到的图像如图3;
其次,将对由相对布置的两套视觉测量单元构成的无公共视场多视觉***进行标定,得到两个视觉测量单元之间的相对位置关系,如图2,用于标定的靶标由四个靶标(第一子靶标7、第二子靶标8、第三子靶标9、第四子靶标10)机械固连而成,第一子靶标7位于视觉测量单元1的视场范围内,第二子靶标8位于视觉测量单元2的视场范围内,第一子靶标7与第二子靶标8、第三子靶标9与第四子靶标10分别以90°夹角固连;第一子靶标7与第四子靶标10之间的距离可调,其与被测轴承孔之间的距离相当;如图2,具体标定步骤如下:
1)标定大视场相机11,分别移动大视场相机11采集第一子靶标7与第二子靶标8处于同一视场的图片、第三子靶标9与第四子靶标10处于同一视场的图片;再次标定大视场相机11,并采集第二子靶标8与第三子靶标9处于同一视场图片;利用大视场相机11参数及PnP可分别求解各个子靶标与大视场相机11的外参,进而求解第一子靶标7与第二子靶标8、第二子靶标8与第三子靶标9、第三子靶标9与第四子靶标10之间的旋转矩阵(R12、R23、R34)和平移矩阵(T12、T23、T34),进而求解第一子靶标7与第四子靶标10之间的旋转矩阵(R14)和平移矩阵(T14);
2)在本实施例中采用线激光扫描双目视觉测量单元,利用双目标定方法标定第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4的内外参数;
3)固定第一视觉测量单元3和第二视觉测量单元4之间的位姿关系,分别同时用第一视觉测量单元3采集第一子靶标7图片、第二视觉测量单元4采集第四子靶标10图片,利用PnP原理求解第一子靶标7与第一视觉测量单元3之间、第四子靶标10与第二视觉测量单元4之间的旋转(Rb1s1、Rb4s2)与平移矩阵(Tb1s1、Tb4s2);
4)利用步骤1)求解的第一子靶标7与第四子靶标10之间的旋转矩阵和平移矩阵、步骤3)求解的第一视觉测量单元3与第一子靶标7之间的旋转矩阵和平移矩阵以及第二视觉测量单元4与第四子靶标10之间的旋转矩阵和平移矩阵,最终求解第一视觉测量单元3与第二视觉测量单元4之间的旋转(Rs1s2)与平移矩阵(Ts1s2),Rs1s2与Ts1s2推导过程如下:
然后,采用本技术领域常用的三维重建算法计算得到端面三维点云数据,拟合轴承孔在端面上的圆心坐标以及端面法线,分别计算得到两轴承孔的轴线方程;当轴承孔较深时,可采集该轴承孔内圆柱表面点云数据,进而直接拟合出轴线。
最后,根据标定得到的两个视觉测量单元之间的坐标系旋转和平移矩阵,将两套视觉测量单元分别测量得到的两个不同坐标系的轴线方程转化到统一坐标系,如图4,给出两轴线的空间距离和夹角。
综上所述,本发明公开了一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及其测量方法,属于机器视觉测量领域,本发明的目的是解决轴孔类零件在实际生产制造中的同轴度误差测量难题。其特点是搭建本发明提出的双轴承孔同轴度误差视觉测量装置:首先根据被测轴承孔尺寸和孔距调整测量装置于合适位置,然后利用本发明提出的标定方法对视觉测量单元的内外参进行标定,再通过视觉测量单元分别采集两轴承孔端面点云数据,以此计算出轴承孔在端面的圆心坐标和端面法线,进一步拟合出两个轴承孔的轴线,最后根据***标定的两个视觉测量单元的外参,将拟合出的两个轴线统一到一个坐标系,给出同轴度误差评价参数。本发明操作简单高效,测量速度快、精度高,具有较强的环境适应性,能够在工业现场实现在线测量,尤其适合大跨距轴承孔同轴度测量。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、调节第一视觉测量单元(3)使第一轴承孔(1)成像清晰,调节第二视觉测量单元(4)使第二轴承孔(2)成像清晰;
S2、利用靶标对第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)进行标定,得到第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)之间的相对位置关系;
S3、利用第一视觉测量单元(3)采集第一轴承孔(1)的端面点云数据,计算第一轴承孔(1)在端面的圆心坐标和端面法线,进而拟合第一轴线方程;利用第二视觉测量单元(4)采集第二轴承孔(2)的端面点云数据,计算第二轴承孔(2)在端面的圆心坐标和端面法线,进而拟合第二轴线方程;
S4、结合S2所得第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)之间的相对位置关系,将S3所得第一轴线方程和第二轴线方程转化到统一坐标系,即可得到双轴承孔的同轴度误差评价参数。
2.根据权利要求1所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,S2中,靶标由四个子靶标固连而成;
其中,第一子靶标(7)位于第一视觉测量单元(3)的视场范围内;第四子靶标(10)位于第二视觉测量单元(4)的视场范围内;
其中,第一子靶标(7)与第二子靶标(8)固连,第三子靶标(9)与第四子靶标(10)固连。
3.根据权利要求1所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,S2中,利用靶标对第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)进行标定,得到第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)之间的相对位置关系,其步骤如下:
S201、先标定大视场相机(11),然后利用大视场相机(11)采集第一子靶标(7)与第二子靶标(8)处于同一视场的图片、第三子靶标(9)与第四子靶标(10)处于同一视场的图片;再次标定大视场相机(11),然后采集第二子靶标(8)与第三子靶标(9)处于同一视场图片;
利用各个子靶标与大视场相机(11)的外参,求解第一子靶标(7)与第二子靶标(8)的旋转矩阵R12、第二子靶标(8)与第三子靶标(9)的旋转矩阵R23、第三子靶标(9)与第四子靶标(10)的旋转矩阵R34、第一子靶标(7)与第二子靶标(8)的平移矩阵T12、第二子靶标(8)与第三子靶标(9)的平移矩阵T23、第三子靶标(9)与第四子靶标(10)的平移矩阵T34;进而求解第一子靶标(7)与第四子靶标(10)的旋转矩阵R14,以及第一子靶标(7)与第四子靶标(10)的平移矩阵T14;
S202、利用第一视觉测量单元(3)采集第一子靶标(7)图片,利用第二视觉测量单元(4)采集第四子靶标(10)图片;利用PnP原理求解第一子靶标(7)与第一视觉测量单元(3)的旋转矩阵Rb1s1、第四子靶标(10)与第二视觉测量单元(4)的旋转矩阵Rb4s2、第一子靶标(7)与第一视觉测量单元(3)的平移矩阵Tb1s1、第四子靶标(10)与第二视觉测量单元(4)的平移矩阵Tb4s2;
S203、利用S201求解的旋转矩阵R14和平移矩阵T14,以及S202求解的旋转矩阵Rb1s1、平移矩阵Tb1s1、旋转矩阵Rb4s2和平移矩阵Tb4s2,求解第一视觉测量单元(3)与第二视觉测量单元(4)的旋转矩阵Rs1s2与第一视觉测量单元(3)与第二视觉测量单元(4)的平移矩阵Ts1s2。
4.根据权利要求3所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,利用大视场相机(11)参数及PnP原理,分别求解各个子靶标与大视场相机(11)的外参。
5.根据权利要求1所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,针对深轴承孔,通过采集轴承孔内圆柱表面点云数据,采用最小二乘拟合法计算其轴承孔轴线方程。
6.根据权利要求1所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,所述双轴承孔同轴度误差视觉测量方法适用于Visio Studio或Matlab平台。
7.根据权利要求1所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量方法,其特征在于,得到的双轴承孔的同轴度误差评价参数,包括两轴线的空间距离和夹角。
8.一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,其特征在于,包括第一视觉测量单元(3)、第二视觉测量单元(4)、标定单元和数据处理单元;
其中,第一视觉测量单元(3)用于获取第一轴承孔(1)的端面点云数据;
其中,第二视觉测量单元(4)用于获取第二轴承孔(2)的端面点云数据;
其中,标定单元用于标定第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)的相对位置关系;
其中,数据处理单元用于处理所得相对位置关系及端面点云数据,得到双轴承孔的同轴度误差评价参数。
9.根据权利要求8所述的一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置,其特征在于,第一视觉测量单元(3)和第二视觉测量单元(4)采用结构光视觉测量单元。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111045864.1A CN113804128A (zh) | 2021-09-07 | 2021-09-07 | 一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111045864.1A CN113804128A (zh) | 2021-09-07 | 2021-09-07 | 一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113804128A true CN113804128A (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=78940795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111045864.1A Pending CN113804128A (zh) | 2021-09-07 | 2021-09-07 | 一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113804128A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114132452A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-04 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种用于船体轴承的同轴定位方法 |
CN114842039A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-02 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种含回转体微结构金刚石压砧的同轴度误差计算方法 |
CN115143888A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-04 | 无锡沃尔德轴承有限公司 | 轴承底座的位置变化的测量*** |
CN116878386A (zh) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 上下对准视觉装置的标定方法及标定装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104501719A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-08 | 北京康拓红外技术股份有限公司 | 一种确定列车轮对轴线的方法 |
CN106485755A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-08 | 中国科学技术大学 | 一种多摄像机***标定方法 |
CN108453564A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-08-28 | 上海理工大学 | 数控机床滚珠丝杠装配同轴度误差的视觉检测装置及方法 |
CN108827192A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-16 | 西安交通大学 | 一种采用激光传感器测量同轴度的测量装置和方法 |
CN109870125A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-11 | 华中科技大学 | 一种空心轴的孔轴同轴度测量装置及方法 |
CN109916343A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 西安交通大学 | 一种采用单个激光传感器检测同轴度的测量方法及*** |
CN111322967A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-23 | 西北工业大学 | 一种面向阶梯轴与孔装配过程的对中方法 |
-
2021
- 2021-09-07 CN CN202111045864.1A patent/CN113804128A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104501719A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-08 | 北京康拓红外技术股份有限公司 | 一种确定列车轮对轴线的方法 |
CN106485755A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-08 | 中国科学技术大学 | 一种多摄像机***标定方法 |
CN108453564A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-08-28 | 上海理工大学 | 数控机床滚珠丝杠装配同轴度误差的视觉检测装置及方法 |
CN108827192A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-16 | 西安交通大学 | 一种采用激光传感器测量同轴度的测量装置和方法 |
CN109870125A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-11 | 华中科技大学 | 一种空心轴的孔轴同轴度测量装置及方法 |
CN109916343A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 西安交通大学 | 一种采用单个激光传感器检测同轴度的测量方法及*** |
CN111322967A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-23 | 西北工业大学 | 一种面向阶梯轴与孔装配过程的对中方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114132452A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-04 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种用于船体轴承的同轴定位方法 |
CN114842039A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-02 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种含回转体微结构金刚石压砧的同轴度误差计算方法 |
CN115143888A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-04 | 无锡沃尔德轴承有限公司 | 轴承底座的位置变化的测量*** |
CN116878386A (zh) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 上下对准视觉装置的标定方法及标定装置 |
CN116878386B (zh) * | 2023-09-06 | 2023-12-08 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 上下对准视觉装置的标定方法及标定装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113804128A (zh) | 一种双轴承孔同轴度误差视觉测量装置及测量方法 | |
US10665012B2 (en) | Augmented reality camera for use with 3D metrology equipment in forming 3D images from 2D camera images | |
CN111536902B (zh) | 一种基于双棋盘格的振镜扫描***标定方法 | |
CN108844459B (zh) | 一种叶片数字化样板检测***的标定方法及装置 | |
JP6679746B2 (ja) | 3次元非接触スキャニングシステムのフィールド校正 | |
CN110378969B (zh) | 一种基于3d几何约束的汇聚式双目相机标定方法 | |
CN102032878B (zh) | 基于双目立体视觉测量***的精确在线测量方法 | |
CN110728715A (zh) | 一种智能巡检机器人像机角度自适应调整方法 | |
Luna et al. | Calibration of line-scan cameras | |
CN108507462B (zh) | 一种全息干涉四轴测量设备旋转轴的标定方法 | |
CN111981984B (zh) | 一种基于双目视觉的旋转轴标定方法 | |
CN109579695B (zh) | 一种基于异构立体视觉的零件测量方法 | |
CN109272555B (zh) | 一种rgb-d相机的外部参数获得及标定方法 | |
WO2020199439A1 (zh) | 基于单双目混合测量的三维点云计算方法 | |
WO2014182707A2 (en) | Volume reconstruction of an object using a 3d sensor and robotic coordinates | |
CN112254680B (zh) | 一种多自由度的智能视觉3d信息采集设备 | |
CN113870366B (zh) | 基于位姿传感器的三维扫描***的标定方法及其标定*** | |
CN105374067A (zh) | 一种基于pal相机的三维重建方法及其重建*** | |
CN112257537B (zh) | 一种智能多点三维信息采集设备 | |
CN116051659A (zh) | 一种线阵相机与2d激光扫描仪联合标定方法 | |
CN110940295A (zh) | 基于激光散斑极限约束投影的高反射物体测量方法及*** | |
Hosseininaveh et al. | A low-cost and portable system for 3D reconstruction of texture-less objects | |
US20220180541A1 (en) | Three-dimensional coordinate scanner | |
CN105004283A (zh) | 一种适用于牙颌模型三维测量的定位***及其标定方法 | |
CN113409395B (zh) | 导管管端高精度检测定位方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211217 |