CN207832129U - 基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其特征在于，包括：一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机。

Description

基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置。

背景技术

随着工业制造工艺及精密零件尺寸的提高，很多零件需要部分抽检甚至全检，工人们必须投入大量人力和时间来测试产品尺寸。发动机连杆内孔距长度一般100mm以上，在利用传统测量设备来实现产品尺寸检测的过程中，一般需要人为来建立测量基准，且只有放置于平台上方才可使用量具检测。由于每个人建立的坐标和取点、线方式不一样，造成测量误差，测量完成后再整理所有数据报表到公司指定模版中，既耽误时间又花费力气。而其他的如三座标测量仪的成本高且速度慢。另专用测量模具受本身的制造精度影响，且长时间使用带来磨损，同时主要人工操作。

如果用机器视觉检测技术进行在线式的长度测量，例如中国公开CN102607421A所公开的一种大视野影像测量方法与设备，以及中国公开号CN203100678U公开了一种对高精度尺寸测量的线扫描视觉测量***。但是目前市场上用的远心镜头只能在视场范围内量测尺寸，大于视场的产品将无法量测尺寸，即使量测也只能接助于影像测量仪的原理和主体结构来抓取图像边缘边缘点云，再转入世界坐标系进行拟合测量，同时产品必须在摆正的情况下才可以进行量测。为保证比较精确的测量效果，需要采用大口径的双侧远心镜头，而双侧远心镜头随着口径的加大，镜头中心与边缘部分的光学偏振比较大，很难保证测量的精确性，而且大于视场的产品将无法量测尺寸(一般高级度的双侧远心镜头测量口径/视野在1英寸CCD 尺寸＝长12.8mm×宽9.6mm)。

同时，随着发动机连杆制造工艺的发展，不同尺寸的发动机连杆需要大量在生产线上被制造，如果在生产流水线的传输带上就能测量出连杆的长度尺寸，将大大提高连杆的生产效率，但是生产线上的连杆被传输时有可能在移动的过程中发生左右偏摆情况，所拍的照片无法精确读取图像位移值，亟待需要结构简单、更高效地测量方法和跟适合的测量装置以满足连杆生产尺寸测量需求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置，不仅测量可靠、精度高，而且自动化程度高、测量效率高，测量尺寸范围大且适应性强。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，包括：

一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过 C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；

一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；

一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及

一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机；

其中所述丝杆滑台相邻设置于所述传输装置以使得所述检测装置正对所述传输装置的上方设置并间隔拍摄所述初始位置下的拍摄区域，所述传输装置运载被测连杆的一端经过所述初始位置时，所述检测装置得以获取被测连杆一端部的图像并传输至所述控制装置，同时所述控制装置发送停止信号至所述可编程控制器以停止所述变频马达的运转，通过所述丝杆滑台的移动到所述终点位置对被测连杆的另一端部获取图像，所述工控机通过采集所述检测装置获取的两个端部图像结合所述检测装置的位移数据进行运算处理，从而得到被测连杆长度。

优选地，所述丝杆滑台包括底板和盖板，所述底板的一端固定连接有所述伺服电机，在所述底板内设有传动丝杆，所述伺服电机输出轴通过联轴器连接到传动丝杆上并带动丝杆转动，在底板表面设有一条横向移动的导轨，所述导轨与所述传动丝杆并行延伸，在所述导轨上设有一滑块，所述丝杆滑台底部与滑块固定连接，在所述丝杆滑台中部设有一螺母，所述螺母套在传动丝杆上并由传动丝杆转动带动所述丝杆滑台来回移动。

优选地，所述伺服电机为高精度伺服电机安装在所述丝杆滑台的尾部，每圈脉冲数设置为50000脉冲，丝杆导程选择5mm/转，滑台运动的精度为5/50000＝0.0001mm。

优选地，所述支架设置于所述滑块上用于导向装配所述光学成像器，所述检测装置的所述双侧远心镜头和所述光学成像器的工作距离和焦距可调，根据被测连杆的型号所确定的标准尺寸，再人工调整好合适的工作距离和焦距，从而保证了样品图像的采集质量,可以保持物体成像的不变形。

优选地，所述双侧远心镜头为放大倍数为1X1的大景深镜头，保证成像没有畸变，即保证尺寸测量可靠。

优选地，所述光学成像器采用7100万像素，像素精度为10/10000＝0.001mm的高清面阵 CCD相机,通过采用10倍频的像素分割技术，将所述面阵CCD相机拍摄精度提高到0.0001mm。所述光学成像器可通信地连接于所述工控机。

优选地，所述双侧远心镜的中心线与所述光学成像器的中心线重合，并与传输带的待检测区域垂直。

优选地，所述检测装置进一步包括一光源。

优选地，所述传输装置还包括对应的转动装配在安装底架的横向两端的主动转轴和从动转轴，主动转轴和从动转轴均沿纵向延伸，主动转轴由所述变频马达驱动，所述的传输带绕设在主动转轴和从动转轴之间。

优选地，所述光学成像器、所述光源、所述变频马达、所述伺服电机、所述位置传感器均分别与所述可编程控制器连接。

优选地，所述工控机具有一图像处理单元，用于对所述检测装置采集的被测连杆的图像进行预处理并获取所述被测连杆的边缘图。

优选地，所述图像处理单元包括：滤波处理单元，用于对所述检测装置采集的所述被测连杆的图像进行滤波处理得到第一图像；二维高斯处理单元，用于对所述第一图像进行二维高斯处理得到第二图像；形态学操作单元，用于对所述第二图像进行形态学操作得到第三图像；边缘检测单元，用于利用数字图像亚像素边缘定位算法从所述第三图像获取所述被测连杆的边缘图。

优选地，所述工控机具有一比较判断单元，用于将被测连杆的一端部外观边缘图与预存的标准连杆端部外观尺寸进行比较，以判断被测连杆端部外观是否匹配预存的标准连杆端部外观。

优选地，所述工控机具有一标尺检测单元，带标尺的双侧远心镜头拍到的图像中具有标尺信息，所述标尺检测单元用于根据标尺读取采集的被测连杆的图像中尺寸长度。

优选地，所述工控机具有一尺寸计算单元，用于根据被测连杆两次采集的图像计算图像中尺寸长度数据以及计算所述检测装置位移长度，汇总后计算出被测连杆的尺寸长度。

优选地，所述工控机具有一结果记录单元，用于将所述尺寸计算单元所计算的被测连杆的尺寸长度存入数据库中。

本实用新型的有益效果：

1、操作人员只需将被测连杆放在传输带上，本测量装置即可自动完成待测产品的输送、拍照、分析判断等过程，直到输出检测结果，然后自动进入下一待测产品的检测，传输带进给与检测装置拍照谐调动作，不需人工干预，有效解决了传统采用人眼检测和手工取放产品进行光学拍照检测等方法检测效率低、误判率高的缺陷，且通过预先录入该型号发动机连杆的尺寸信息解决了检测装置初始位置拍摄和终点位置拍摄的定位问题，能够解决市场上用的远心镜头只能在视场范围内量测尺寸，大于视场的产品将无法量测尺寸，使之设计更为简便合理。

2、采用带标尺的双侧远心镜头和面阵CCD相机可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，具有超宽的景深，使观测的视野范围宽阔，可以解决普通相机造成的视场中心与视场边缘的聚焦问题和视差问题。

3、采用一台检测装置的设计，而不需要采用在每个拍摄位置都放置一台检测装置，成本更低。

4、可广泛运用于自动化生产线，做到在线不停机、无人工干预地进行视觉测量；也可运用于多个产品几乎同步进行测量，实现高速测量。

5、高速、高效，除维护保养外，可实现24小时工作。

6、可对产品进行100％检测，出厂合格率达100％。

7、降低生产成本，一台设备的效率相当于3个员工的工作量。

8、可与其他传输带进行无缝连接，满足大部分客户的生产需求。

9、高精度(测量精度高达0.001毫米以上)视觉测量；

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型一优选实施例的框图示意图。

图3为本实用新型一优选实施例的图像处理流程示意图。

图4为本实用新型一优选实施例的测量方法流程示意图。

图5为本实用新型一优选实施例的两次拍摄图像和位移关系示意图。

图6为本实用新型一优选实施例的其中一检测过程示意图。

图7为本实用新型一优选实施例的其中另一检测过程示意图。

检测装置10，双侧远心镜头11、光学成像器12；

丝杆滑台20，伺服电机21、支架22、支撑架23、滑块24；

传输装置30，传输带31、变频马达32、支撑架33、主动转轴34、从动转轴35、皮带36；

控制装置40，可编程控制器41、工控机42、图像处理单元421、比较判断单元422、标尺检测单元423、尺寸计算单元424、结果记录单元425、滤波处理单元4211、二维高斯处理单元4212、形态学操作单元4213、边缘检测单元4214。

具体实施方式

以下描述用于公开本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的公开中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

为了能够在生产线上高效测量同一型号连杆尺寸长度，解决传统检测技术方案中判断合格标准模糊以及人工检测耗时较长的问题；解决由于观测角度、清晰度和放大倍率导致的检测不准确问题；解决由于人为不可控因素导致的精确度低、效率低的问题，如图1至图6 所示，本示例实施方式中提供了一种基于机器视觉的发动机连杆外观尺寸测量装置及其测量方法，利用数字图像处理技术快速而准确获得连杆的外观尺寸信息，不仅可以使检测人员从繁重的重复劳动中解脱出来，还可以提高连杆尺寸检测的准确度和效率。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置，包括：检测装置10，其包括带标尺的双侧远心镜头11和光学成像器12，所述双侧远心镜头11通过C型接口机械连接于所述光学成像器12的镜头接口，当所述光学成像器12获取待测连杆的图像时，所述双侧远心镜头11从待测连杆的正上方照射该待测连杆；

丝杆滑台20，所述检测装置10通过支架螺栓安装于所述丝杆滑台20上，通过伺服电机21间歇运转带动所述检测装置10从所述丝杆滑台20的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置，所述初始位置到所述终点位置之间的距离为一型号的标准连杆轴向外观尺寸；

传输装置30，其包括传输带31和变频马达32，通过所述变频马达32间歇运转，将待测连杆逐个传送；

以及控制装置40包括可编程控制器41和工控机42，所述可编程逻辑控制器41通过集线器与所述工控机42相连，所述可编程控制器连接于所述伺服电机21和所述变频马达32，可编程控制器41可以将所述检测装置10位移信号传送至所述工控机42中，记录位移信息，通过所述检测装置10获取被测连杆的各局部区域，通过算法对各局部图像进行补偿求和以及检测装置位移的距离，得到整体连杆的轴向尺寸长度，所述控制装置可通信地连接于所述传输装置30，以控制所述传输带31的运转与所述检测装置10的谐调动作；其中所述丝杆滑台20被设置在一支撑架23上相邻地设置于所述传输装置30的支撑架33的一侧并使得所述检测装置10被设置在所述传输装置30的正上方，用以获取被测连杆的图像，所述控制装置40可通信地连接于所述检测装置10以采集所述检测装置10获得的图像，其中所述检测装置10间隔拍摄所述初始位置下的拍摄区域，所述传输装置30运载被测连杆的一端经过所述初始位置时，所述检测装置10得以获取被测连杆一端部的图像，同时发送停止信号至所述控制装置40以停止所述变频马达32的运转，通过所述丝杆滑台20的移动到所述终点位置对被测连杆的另一端部获取图像，所述控制装置40通过采集所述检测装置10获取的两个端部图像结合所述检测装置10的位移数据进行运算处理，从而得到被测连杆长度。此外，本实施例中的附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。当然，除此之外还可以包括现有技术中的电源模块、输入模块以及显示模块等其他部分，本示例实施方式中对此不做特殊限定。

而具体地本示例实施方式中，所述丝杆滑台20包括底板和盖板形成封闭的整体，所述底板的一端固定连接有所述伺服电机21，在所述底板内设有传动丝杆，所述伺服电机21输出轴通过联轴器连接到传动丝杆上并带动丝杆转动，在底板表面设有一条横向移动的导轨，所述导轨与所述传动丝杆并行延伸，在所述导轨上设有一滑块24，所述丝杆滑台20底部与滑块24固定连接，在所述丝杆滑台20中部设有一螺母，所述螺母套在传动丝杆上并由传动丝杆转动带动所述丝杆滑台20来回移动。采用丝杆组件来传动，并且采用导轨与滑块的配合来引导滑台的来回移动，移动精度高。这样在工作时，所述伺服电机21带动所述传动丝杆转动，所述传动丝杆与所述螺母配合，由于所述螺母不跟随转动，故所述传动丝杆会驱动所述螺母移动，所述螺母从而带动所述丝杆滑台20的移动，而所述丝杆滑台20在所述导轨和所述滑块24的共同作用下，使所述丝杆滑台20只能沿着导轨来回移动，使得所述丝杆滑台可以在驱动所述支架的从初始位置移动到终点位置。

具体地，所述伺服电机21为高精度伺服电机21，每圈脉冲数设置为50000脉冲，丝杆导程选择5mm/转，滑台运动的精度5/50000＝0.0001mm。

具体地，所述传输装置30还包括对应的转动装配在安装底架的横向两端的主动转轴34 和从动转轴35，主动转轴34和从动转轴35均沿纵向延伸，主动转轴34由变频马达32通过皮带36驱动或者在其他实施例中通过联轴器驱动，所述的传输带31绕设在主动转轴34和从动转轴35之间。

具体地，支撑架33的底部可以设置脚轮结构，在脚轮结构上还设置有刹车***，便于人为制动传输运行。

值得一提的是，所示丝杆滑台20和传输装置30的结构仅仅是对本实用新型的示例而非限制。根据本实用新型的其它实施例的丝杆滑台20也可以是其它的结构。只要能够达到本实用新型的目的，本实用新型在这方面不做具体限制。

具体地，所述支架设置于所述滑块24上用于导向装配所述光学成像器12，所述检测装置10的所述双侧远心镜头11和所述光学成像器12的工作距离和焦距可调，根据待测量连杆的型号确定标准尺寸，再人工调整好合适的工作距离和焦距，从而保证了样品图像的采集质量,可以保持物体成像的不变形。

具体地，所述双侧远心镜头11为放大倍数为1X1的大景深镜头，保证成像没有畸变，即保证尺寸测量可靠。

具体地，所述光学成像器12采用7100万像素，像素精度为10/10000＝0.001mm的面阵 CCD相机,通过采用10倍频的像素分割技术，将所述面阵CCD相机拍摄精度提高到0.0001mm。面阵CCD相机具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等。

具体地，所述检测装置10进一步包括一光源，可以表现为环形散射光源或平行光源，光源直接影响着采集图像的质量、后续的图像信号处理复杂程度和算法的选择，所述光源可以被设置连接于所述双侧远心镜头11，也可以单独设置在所述机架一立杆上相邻于所述传输带31。在另一实施例中所述光源还可以与所述变频马达连接，所述所述变频马达调节所述光源在安装平面内的角度，其实只要能保证检测区域由足够的亮度还可以有多种设置方式，只要能够达到本实用新型的目的，本实用新型在这方面不做限制。

具体地，所述双侧远心镜头11的中心线与所述光学成像器12的中心线重合，并与传输带31的待检测区域垂直。

具体地，所述双侧远心镜头11、所述光学成像器12、所述伺服电机21、所述变频马达 32均分别与所述可编程控制器41连接。

具体地，所述工控机42内具有视觉软件和算法，能快速地对图像进行处理，如图3所示为本实用新型一优选实施例的图像处理流程示意图，所述工控机42具有一图像处理单元 421，用于对所述光学成像器采集的被测连杆的图像进行预处理并获取所述被测连杆的边缘图；

所述图像处理单元421进一步包括滤波处理单元4211例如可以采用中值滤波器，通过运用均值滤波对所述检测装置10采集的所述被测连杆的图像进行滤波处理得到第一图像，工业相机所采集的图像难免会受到噪声的干扰，通过上述滤波处理单元可以消除或减少噪声。

所述图像处理单元421进一步包括二维高斯处理单元4212，用于对所述第一图像进行二维高斯处理得到第二图像；二维高斯最终模型函数可以设置如下：

其中X表示图像的像素位置；θ是点的标样模型参数，当模型参数已知，那么图像特征已被定位，也就是高斯模型的峰值位置(u,v)，该坐标位置是浮点型的，也即是亚像素别级的。A表示背景的强烈程度，比如上面的黑色区域，B表示亮区域中的强烈程度的峰值。

经过滤波处理后的待测连杆图像再进行二维高斯处理时，往往会在连杆区域的内部和边缘形成一些细小的空洞和毛刺等，在背景区域形成较小的伪目标点，因此要对图像进行形态学处理以消除图像中出现的缺陷点，同时不会改变连杆区域的形状及面积，因此，所述图像处理单元421进一步包括形态学操作单元4213，用于对所述第二图像进行形态学操作得到第三图像，可以首先对所述第二图像行开运算，消除图像中出现的毛刺和伪目标点，然后再对图像进行闭运算，消除图像中出现的孔洞。

所述图像处理单元421进一步包括边缘检测单元4214，用于利用数字图像亚像素边缘定位算法从所述第三图像获取所述被测连杆的边缘图，在图像效果不太理想的情况下依旧能稳定捕捉图像特征。亚像素定位方法可以直接对误差函数的每一个参数进行偏导求取，也可以使用梯度下降法进行求解，最终得到模型的相关参数(这里极有可能得到的解是局部最优解)。此外，所述图像处理单元421还可以包括其他部分以及进行其他处理步骤。例如，在滤波处理步骤之前，还可以以图像像素灰度级别为横坐标，以像素数量为纵坐标得到图像的灰度直方图，通过线性变换来增强图像对比度等，因此本示例性实施例中并不以此为限。

所述工控机42具有一比较判断单元422，用于将被测连杆的一端部外观边缘图与预存的标准连杆端部外观尺寸进行比较，以判断被测连杆端部外观是否匹配。只有匹配外观后才会去计算长度，否则所述检测装置10一直在间隔拍摄。本示例实施方式中，所述预存的标准连杆外观形状可以是由操作人员在外界直接输入，也可以是通过现有技术中的方法测量后预先存储，也可以上通过本示例实施方式中上述方法检测得到后预先存储。本示例实施方式中，所述预存的标准连杆外观尺寸包括连杆总长，并通过这些标准连杆外观尺寸建立一个不同型号标准连杆外观尺寸的数据库，从而便于比较判断时的调用。此外，在进行比较判断时，还可以结合误差允许范围判断待检测连杆是否合格，超出误差范围则将待检测连杆判定为不合格连杆。

具体地，检测出被测连杆外径像素边缘并用亚像素边缘定位算法对被测连杆的图像进行亚像素精准定位，从而计算被测连杆端部长度在图像中所占像素数N_i(i＝1,2,3...,10),触发进行亚像素精准定位10次，最后将所有得到的N_i求平均值，得到最终被测连杆长度端部所占的平均像素数即

所述工控机42具有一标尺检测单元423，用于根据标尺读取采集的被测连杆的图像尺寸长度。所述双侧远心镜头自带标尺，不需要复制的图像识别公示可以更方便被读取尺寸，使得测量结果能更快速的出来。所述标尺有零点和正负刻度数，根据被测连杆端部最外边缘点在所述标尺上垂直刻度值来读取尺寸数。

所述工控机42具有一尺寸计算单元424，用于根据所述标尺检测单元423读取被测连杆两次采集的图像计算图像中尺寸长度数据，以及计算所述检测装置10位移长度，汇总相加后计算出被测连杆的尺寸长度。

所述工控机具有一结果记录单元425，用于将所述尺寸计算单元所计算的被测连杆的尺寸长度存入数据库中。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

根据本实用新型的另一方面，如图4至7所示，应用上述测量装置的一种测量发动机连杆尺寸的方法，包括如下步骤：

(1)通过所述传输带31将被测连杆一端部传送经过所述检测装置10初始位置的正下方时，所述检测装置10拍摄被测连杆端部的图像并传递给所述控制装置40；

(2)所述控制装置40通过对采集的图像处理后判断是否匹配预存的标样连杆端部外观；

(3)若所述控制装置40判断不匹配，则回到上述步骤(1)；

(4)若所述控制装置40判断匹配成功则使所述传输带31停止传输和使所述检测装置 10停止拍摄；

(5)所述控制装置40通过控制所述丝杆滑台20运转来带动所述检测装置10位移至终点位置，并拍摄被测连杆另一端部的图像并传递给所述控制装置40；以及

(6)所述控制装置40通过被测连杆两次采集到的图像计算来图像中尺寸长度数据以及计算所述检测装置10位移长度数据，三个长度数据汇总后计算出被测连杆的横向尺寸长度。

具体地，在所述步骤(1)之前，需要进行预设，包括预设所述双侧远心镜头11和所述光学成像器12的焦距调整，预设标样连杆端部图像，预设所述初始位置和预设所述终点位置，使两者之间的距离为标准连杆尺寸长度。如图5所示，是一实施例中两个预设位置拍摄的图像与位移的关系示意图，便于理解所述尺寸计算单元424的计算。

具体地说，测量同一型号发动机连杆时，可以预存标样连杆两个端部图像为初始位置和终点位置的匹配对象。

进一步地，根据该型号的标准尺寸，所述控制装置40预设所述初始位置和所述终点位置，所述发动机连杆在生产过程中由于金属件的变形或残缺导致尺寸变化，通常尺寸变化在 1～2cm之间通过两个预设位置可以测量出准确的连杆横向长度尺寸。

具体地，在所述步骤(2)中，所述控制装置40通过所述工控机的图像处理单元对所述检测装置10采集的被测连杆一端部图像进行预处理并获取所述被测连杆的边缘图；和通过所述工控机42的比较判断单元将被测连杆的一端部外观边缘图与预存的标准连杆端部外观尺寸进行比较，以判断被测连杆端部外观是否匹配。

具体地，在所述步骤(6)之后，所述控制装置40重新启动所述传输装置使得前一被测量的发动机连杆向前继续传输，后一待测量的发动机连杆进入终点位置正下方被所述检测装置拍到，所述检测装置10先从终点位置对后一待测量的发动机连杆进行拍摄再移动到初始位置拍摄。

也就是说，如图6和图7所示，为提高检测效率，检测方法是先从初始位置移动到终点位置对前一连杆进行拍摄后计算尺寸，然后是从终点位置移动到初始位置对后一连杆进行拍摄后计算尺寸，采用初始位置->终点位置,终点位置->初始位置循环的测量方法，更加适应流水线机械化运作。

例如实际操作中，预存标样连杆的大头和小头两个端部图像作为匹配对象，将初始位置预设跟标样连杆大头端部图像匹配，终点位置预设跟标样连杆小头端部图像匹配，则对第一支被测连杆进行测量时，只有当被测连杆大头端进入预设初始位置时才能够被所述检测装置10捕获到匹配大头端部的图像，然后移动到终点位置时对被测连杆小头端进行捕获图像，此时为了节约时间不用再匹配小头端部的图像，因为同一批次和型号的误差仅仅在2cm内通过本装置带标尺的双侧远心镜头能被精确记录下来，如果怕又失误也可以再匹配一次，此时结束识别和测量，保存图像中的尺寸数据和位移数据得到精准的被测连杆尺寸存储在数据库中；重新启动传输带向前运行以输送连杆，由于此时，所述检测装置10在终点位置了，那此时先要等待被测连杆小头端进入终点位置时才能够被所述检测装置10捕获到匹配小头端部的图像，然后再移动到初始位置时对被测连杆大头端进行捕获图像，以此自动化循环拍摄和测量，效率高，测量准确，更有利于适应到发动机连杆传统的生产工艺中，便于推广和应用。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其特征在于，包括：

一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；

一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；

一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及

一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述丝杆滑台相邻设置于所述传输装置以使得所述检测装置正对所述传输装置的上方设置并间隔拍摄所述初始位置下的拍摄区域，所述传输装置运载被测连杆的一端经过所述初始位置时，所述检测装置得以获取被测连杆一端部的图像并传输至所述控制装置，同时所述控制装置发送停止信号至所述可编程控制器以停止所述变频马达的运转，通过所述丝杆滑台的移动到所述终点位置对被测连杆的另一端部获取图像，所述工控机通过采集所述检测装置获取的两个端部图像结合所述检测装置的位移数据进行运算处理，从而得到被测连杆长度。

3.如权利要求2所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述丝杆滑台包括底板和盖板，所述底板的一端固定连接有所述伺服电机，在所述底板内设有传动丝杆，所述伺服电机输出轴通过联轴器连接到传动丝杆上并带动丝杆转动，在底板表面设有一条横向移动的导轨，所述导轨与所述传动丝杆并行延伸，在所述导轨上设有一滑块，所述丝杆滑台底部与滑块固定连接，在所述丝杆滑台中部设有一螺母，所述螺母套在传动丝杆上并由传动丝杆转动带动所述丝杆滑台来回移动。

4.如权利要求3所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述伺服电机为高精度伺服电机安装在所述丝杆滑台的尾部，每圈脉冲数设置为50000脉冲，丝杆导程选择5mm/转，滑台运动的精度为0.0001mm。

5.如权利要求3所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述支架设置于所述滑块上用于导向装配所述光学成像器，所述检测装置的所述双侧远心镜头和所述光学成像器的工作距离和焦距可调，人工根据被测连杆的型号所确定的标准尺寸调整好合适的工作距离和焦距。

6.如权利要求1所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述双侧远心镜头为放大倍数为1X1的大景深镜头；其中所述光学成像器采用7100万像素，像素精度为0.001mm的高清面阵CCD相机,通过采用10倍频的像素分割技术，将所述面阵CCD相机拍摄精度提高到0.0001mm，所述光学成像器可通信地连接于所述工控机。

7.如权利要求1所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述检测装置进一步包括一光源。

8.如权利要求1所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述传输装置还包括对应的转动装配在安装底架的横向两端的主动转轴和从动转轴，主动转轴和从动转轴均沿纵向延伸，主动转轴所述变频马达驱动，所述的传输带绕设在主动转轴和从动转轴之间。

9.如权利要求1所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述工控机具有一图像处理单元，用于对所述检测装置采集的被测连杆的图像进行预处理并获取所述被测连杆的边缘图；其中所述图像处理单元包括：滤波处理单元，用于对所述检测装置采集的所述被测连杆的图像进行滤波处理得到第一图像；二维高斯处理单元，用于对所述第一图像进行二维高斯处理得到第二图像；形态学操作单元，用于对所述第二图像进行形态学操作得到第三图像；边缘检测单元，用于利用数字图像亚像素边缘定位算法从所述第三图像获取所述被测连杆的边缘图。

10.如权利要求9所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述工控机具有一比较判断单元，用于将被测连杆的一端部外观边缘图与预存的标准连杆端部外观尺寸进行比较，以判断被测连杆端部外观是否匹配预存的标准连杆端部外观；所述工控机具有一标尺检测单元，带标尺的双侧远心镜头拍到的图像中具有标尺信息，所述标尺检测单元用于根据标尺读取采集的被测连杆的图像中尺寸长度；所述工控机具有一尺寸计算单元，用于根据被测连杆两次采集的图像计算图像中尺寸长度数据以及计算所述检测装置位移长度，汇总后计算出被测连杆的尺寸长度；所述工控机具有一结果记录单元，用于将所述尺寸计算单元所计算的被测连杆的尺寸长度存入数据库中。