[发明专利]化铣胶膜刻形的在机视觉检测方法

权利要求书

1.一种化铣胶膜刻形的在机视觉检测方法，其特征在于，包括：

S1、读取待检测零件的模型，将所述模型的外形曲面离散成三维点云P_i,i＝1,2,…,m，将所述模型上的胶膜刻形曲线离散成三维坐标点列Q_j，j＝1,2,…,n，依据检测路径规划方法，计算得到在机视觉检测路径，其中，所述检测路径规划方法，包括：

S11、将所述三维点云的集合{P_i|i＝1,2,…,m}和所述三维坐标点列的

集合{Q_j|j＝1,2,…,n}的并集定义为数据集R₀，定义以数据集为元素的空队列F、G，并将R₀存入队列F；

S12、判断所述队列F是否为空，若空，则执行S18，否则对所述队列F进行出队操作，记从所述队列F中取出的元素为当前数据集R；

S13、记所述当前数据集R内所有属于所述模型的外形曲面上的点为数据集S，记所述当前数据集R内所有属于所述模型上的胶膜刻形曲线上的点为数据集C，若数据集C为空，则转S12；

S14、计算所述数据集S中所有点的坐标平均值和法矢平均值过点以为平面法矢方向生成平面A；将所述数据集C内所有点投影到所述平面A上，并计算得到所述平面A上包围所述数据集C所有投影点的最小长方形B；

S15、计算所述数据集S中每个点的法矢与平均法矢之间的夹角，并统计得到夹角超过指定夹角阈值α_T的比例γ；

S16、若所述最小长方形B的大小超过视觉图像采集系统的有效视场，或者所述比例γ大于给定的阈值γ_T，执行S17，否则将所述当前数据集R存入所述队列G，执行S12；

S17、在所述平面A内，过所述点作垂直于所述平面A且平行所述最小长方形B长度方向的平面C_x；过所述点作垂直于所述平面A且平行于所述最小长方形B宽度方向的平面C_y；相互垂直的所述平面C_x和所述平面C_y将空间分为四个区域V₁、V₂、V₃、V₄，所述当前数据集R中分别位于区域V₁、V₂、V₃、V₄的点组成四个数据集，将所述四个数据集存入所述队列F，执行S12；

S18、遍历所述队列G的所有元素，以所述队列G中的当前元素的所述点为端点作垂直于所述当前元素的所述平面A的直线段L，所述直线段L的另一端点记为T，所述直线段L的长度a取为所述视觉图像采集系统的拍摄物距，以所述端点T为起点作平行于所述当前元素的所述最小长方形B长度方向的直线段L₁和直线段L₂，所述直线段L₁和所述直线段L₂长度相等，方向相反，所述直线段L₁和所述直线段L₂各自除了所述端点T以外的另一个端点即为对所述队列G中的所述当前元素所在区域采集立体图像对的两个拍摄位置，所述两个拍摄位置之间的距离b是对所述区域进行双目立体图像采集的基线距离，所述两个拍摄位置的拍摄方向分别是从所述两个拍摄位置指向所述当前元素的所述点保存生成的所述两个拍摄位置和所述两个对应的拍摄方向作为所述队列G中的所述当前元素所在区域的两个拍摄方位；

S19、对于生成的所有所述拍摄方位，根据运动路径最短的原则规划出所述视觉图像采集系统依次到达各个所述拍摄方位的所述视觉检测路径；

S2、将所述待检测零件装夹固定在数控机床工作平面上，依据零件找正方法确定待检测零件相对于数控机床的位姿关系；

S3、将视觉图像采集系统固定在所述数控机床的运动端，通过手眼标定算法标定出所述视觉图像采集系统的成像参数和视觉图像采集系统相对于数控机床的位姿关系；

S4、由所述待检测零件相对于数控机床的位姿关系和所述视觉图像采集系统相对于数控机床的位姿关系，根据坐标变换法则得到所述待检测零件相对于所述视觉图像采集系统的位姿关系；

S5、所述数控机床根据所述视觉检测路径，带动所述视觉图像采集系统，到达所述视觉检测路径上的各个拍摄方位，对所述待检测零件上的胶膜刻形进行拍摄，所述待检测零件上的胶膜刻形的每个点均能被所述视觉图像采集系统从两个不同方位拍摄，得到实际拍摄图像；

S6、利用边缘检测算法对所述实际拍摄图像中的胶膜刻形曲线进行提取，得到实际成像的胶膜刻形曲线；

S7、根据所述三维坐标点列Q_j在所述实际拍摄图像上的实际成像位置，由双目立体视觉算法，解算得到所述三维坐标点列Q_j的实测三维坐标点列M_j，Q_j与M_j的距离d_j，j＝1,2,…,n，即为胶膜刻形空间曲线轮廓度误差检测结果。