[发明专利]一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，检测装置包括单摄像机全方位主动视觉传感器(6)、旋转置物平台(7)、图像采集卡(8)和计算机(9)；

所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)包括摄像机(1)、上部反射镜组(2)、下部反射镜组(3)、金属杆(4)、线激光器组(5)；所述上部反射镜组(2)和下部反射镜组(3)相互垂直放置，且两者的中心在同一条垂线上，并用金属杆(4)固定成为一个整体；所述线激光器组(5)固定于下部反射镜组(3)正下方；所述摄像机(1)垂直放置于上部反射镜组(2)正上方；

待检测电连接器壳体(10)垂直置于所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)正下方、且位于旋转置物平台(7)的中心位置；

所述图像采集卡(8)安装于计算机(9)内、且和所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)中摄像机(1)用线缆相连，利用所述计算机(9)对所述图像采集卡(8)采集到的图像进行图像分析，实现电连接器壳体缺陷的检测；

所述检测方法包括以下步骤：

S1、图像采集阶段，打开线激光器组(5)并调整投射光条的宽度和光条亮度，将待检测电连接器壳体(10)垂直放置于旋转置物平台(7)的中心位置，保证该电连接器壳体处于线激光器组(5)中心区域正下方，使其表面覆盖多条激光光条，亮度合适，同时保证待检测电连接器壳体(10)处于单摄像机全方位主动视觉传感器(6)光轴中心，线激光器组(5)将激光投射到待检测电连接器壳体(10)表面调制后，待检测电连接器壳体(10)表面光条图像首先反射到上部反射镜组(2)，再经由下部反射镜组(3)反射后被摄像机(1)接收，启动步进电机驱动旋转置物平台(7)围绕着中心轴以一定的速度旋转，由所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)中的摄像机(1)进行扫描拍摄，图像采集卡(8)通过单摄像机全方位主动视觉传感器(6)连续采集待检测电连接器壳体(10)表面的光条图像，并传输给计算机(9)；

S2、图像分析阶段，利用所述计算机(9)对所述图像采集卡(8)采集到的图像进行电连接器壳体缺陷检测分析，包括既进行电连接器壳体表面尺寸的缺陷检测，也进行电连接器壳体表面平整性的缺陷检测；

所述壳体表面平整性缺陷检测步骤具体为：

步骤一、传感器标定，获取所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)的结构光测量模型参数；所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)可看作由一台真实摄像机、六台虚拟摄像机与十二只线激光器组成，每相邻两台虚拟摄像机与同侧相应的四只线激光器形成多光条双结构光系统，由此共形成六组多光条双结构光系统，而一台真实摄像机与十二只线激光器则形成多光条单结构光系统；

步骤二、扫描拍摄，正六边形排列的所述线激光器组(5)将线状激光光条投射在所述待检测电连接器壳体(10)表面，同时步进电机驱动旋转置物平台围绕着中心轴以一定的速度旋转，由所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)中的摄像机(1)对进行扫描拍摄；

步骤三、序列图像的区域切割，提取扫描拍摄所获取的覆盖有线状激光光条的所述待检测电连接器壳体(10)的图像序列中的每一幅，对每一幅光条图像切割出电连接器壳体一周共六块侧表面光条图像以及一块顶部表面光条图像；

步骤四、获取表面稠密点云数据，基于切割出的图像，利用已标定好的测量模型参数测量获得一系列的截面轮廓，将截面轮廓组建起来获得整个待检测电连接器壳体表面稠密点云数据；

步骤五、缺陷判别，根据待检测电连接器壳体表面稠密点云数据是否位于同一平面判别出是否存在壳体变形、凹坑与划痕缺陷。

2.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，所述上部反射镜组(2)由六片形状相同的等腰梯形平面镜组成，且两两相连围成一个空心正六棱台，其反射面为空心正六棱台的内表面。

3.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，所述下部反射镜组(3)由六片形状相同的等腰梯形平面镜组成，与所述上部反射镜组(2)中的等腰梯形平面镜对应边长的比例为1:3，并且两两相连围成一个小空心正六棱台，但反射面为小空心正六棱台外表面。