[发明专利]一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法及装置

权利要求书

1.一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法，其特征在于：包括按顺序进行的如下步骤：

步骤[1]图像获取：将曲轴零件放置于V型铁载物台上，调整V型铁和相机光源位置，使零件处于摄像机获取范围且清晰的呈现在图像视野内，采集清晰、经背面白光源照射呈现黑色的曲轴零件轮廓图像；

步骤[2]图像边缘拟合：对步骤[1]中获取的图像进行边缘拟合，获得具有清晰边缘特征的曲轴零件图像；

步骤[3]图像直线特征识别处理：由步骤[2]所得的边缘拟合图像，采用直线检测方式检测其边缘直线特征，获取若干条直线，并将其中具有相似直线特征的多条直线拟合为一条直线，最终获得六条功能直线；

步骤[4]功能信息识别提取：采用下述方法提取直线和轴肩根部直线交点信息：

(1)利用斜率限制识别水平直线段和竖直直线段；

(2)在完成直线类型判断后，利用直线段端点坐标值获取直线在图像中的相对位置；

(3)计算并存储各直线位置信息和提取轴肩根部直线交点坐标；

步骤[5]轴肩根部清除量检测：步骤如下：

(1)定位上述所得四个功能点，根据所得六条功能直线的方程，将轴肩根部划分为四个功能区域，区域大小由自定义阈值决定；

(2)当处于背面白色光源的照射下，上述四个功能区域，如果具有一定清除量，则清除区域在图像中显示为白色，反之则全是表示实体的黑色；依次对四个功能区域内点象素值分析识别，存储其含有的白色像素点数目；

(3)判断所述白色像素点数，若上述步骤所得白色像素点数目为零或低于阈值1时即判定为轴肩根部清除量不合格；若白色像素点数目高于阈值1小于阈值2，判定轴肩根部清除量合格。

2.根据权利要求1所述的一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法，其特征在于：步骤[2]中对图像边缘进行拟合的具体步骤为：

(1)将灰度较大的中央实体部分设置为功能兴趣区域；

(2)将功能区域由时域转换到频域空间，获得图像在频域空间下的频谱图，由频谱信息可统计图像频率数据；

(3)取频率数据的平均值作为衡量标准，找到频率变化最剧烈的一系列点，这些点为图像前后景分割点，即实体边缘；

(4)保留频率突变的点，去除频率变化平缓的点，逆变换到时域空间，得到图像轮廓图像；

(5)拟合封闭轮廓图像：不相邻像素间通过最短像素距离连接封闭，对位于区域外的黑色像素点和存在的黑色连通域，采用面积阈值作为衡量标准，遍历图像中的边缘图像，连通域面积小于设定阈值时作为噪点区域处理，转为白色；

(6)区域内点转为黑色，获得具有清晰边缘特征的曲轴零件图像。

3.根据权利要求1所述的一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法，其特征在于：步骤[3]中对相似直线特征的多条直线拟合为一条直线的步骤为：

(1)识别直线特征，计算并存储所得直线端点坐标和直线斜率；

(2)在图像坐标系内，将满足以下两个条件的所述直线特征信息识别并提取：首先，斜率差在一定阈值范围，对于斜率大于1的直线，斜率值变化幅度较大，所以对这类斜率取倒数，另设容器储存，并单独设置斜率差阈值；其次，X坐标差值和Y坐标差值在一定阈值范围；

(3)分析满足(2)所得数据，采用最佳中值求取方式，拟合归一直线斜率和直线端点坐标；

(4)显示拟合后的直线特征，完成图像直线特征检测。

4.根据权利要求1所述的一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法，其特征在于：还包括如下步骤：

步骤[6]对轴向毛刺突起的判断：分别识别四条轴向外法线方向一定像素范围内所具有的黑色像素点，若其数量大于一定阈值，则判定此零件轴向有毛刺突起，清根不合格；

步骤[7]对轴肩端面毛刺突起的判断：识别两条轴肩端面直线的外法线方向所具有的黑色像素点，若其数量大于一定阈值，则判定此零件轴肩端面有毛刺突起，清根不合格；

步骤[8]对锥形轴的判断：对同一轴上两条直线斜率分别作差，若斜率差绝对值大于一定阈值，则判定此零件轴为锥形轴，曲轴上主轴与连杆轴之一为锥形轴均表示清根不合格；

步骤[9]对锥形端面的判断：锥形端面的判断建立在锥形轴的判断之上，若无锥形轴，则进行此步骤，获取轴向水平线、轴肩端面直线与理论水平线所成角度Θ1、Θ2，判断轴向与轴肩方向直线位置关系，所成角度与90°的绝对值即||Θ1-Θ2|-90°|大于一定阈值时，则判定此轴肩端面为锥形端面，清根不合格。

5.一种如权利要求1所述的曲轴轴肩清根的视觉检测方法所使用的曲轴轴肩清根的视觉检测装置，包括机箱和工控主机，其特征在于：所述工控主机设置在机箱上，机箱上设置有零件入口，机箱内部底面设置有底板，底板左侧设置有安装在光源安装板上的可上下调节的白色光源，光源右侧设置有由间隔位置可调的外V型铁和内V型铁组成的V型铁载物台，被检测零件可置于所述V型铁载物台上；所述底板上V型铁载物台的右侧设置有滑轨，滑轨上设置有可沿滑轨移动的相机安装板，相机安装板上设置有上下可调的工业相机，所述工业 相机与工控主机相连。