[发明专利]一种基于异构立体视觉的零件测量方法

说明书

本发明提出的一种基于异构立体视觉的零件测量方法，该测量方法采用了1个远心工业相机和2个普通工业相机，并对相机拍摄的图像进行相关处理，使双目立体视觉和单目远心视觉有效结合，通过远心成像补偿普通光学系统的原理性误差，融合双目视觉的优点和远心视觉测量精度高的优点于一体，解决生产现场三维非接触式测量精度低的难题，具有数据可信度高，测量结果可靠的技术效果。

技术领域

本发明涉及零件尺寸测量领域，尤其涉及一种基于异构立体视觉的零件测量方法。

背景技术

基于机器视觉的零件检测研究从20世纪90年开始兴起，目前逐渐进入各工业领域，测量手段和方法也得到了快速发展。机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，通过图像摄取装置CMOS或者CCD将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

现有技术1：

受到人类双眼通过视差原理感知环境深度的启发，双目立体视觉测量系统从空间中两个点同时观察被测零件(图1所示)，获取被测零件在不同视角下的两幅图像，根据两幅图像之间像素的配准关系，通过三角测量原理计算出像素之间的位置偏差，解得三维空间中任意点的深度信息，最终重建被测零件的三维形貌，进行零件多要素测量。

针对阶梯轴测量问题，长春工业大学吴翔建立了一套双目视觉测量系统，可以对被测零件的多个要素进行测量。实验结果表明，该双目测量系统的最小和最大测量误差分别为0.1mm和0.9mm(吴翔.基于双目视觉的零件尺寸测量系统关键技术研究[D].长春:长春工业大学,2017.)。武汉科技大学张俊勇等提出了一种基于双目视觉的零件多尺寸的测量方法及系统，通过标定、极线校正、极线约束匹配以及三维拟合、三维重建等一系列过程实现被测零件多要素三维测量(张俊勇,伍世虔,徐历洪.一种基于双目视觉的零件多尺寸的测量方法及系统:中国,CN107588721A[P].2018.01.16.)。北京航空航天大学赵剡等着眼狭窄空间目标三维测量，提出了一种狭窄空间双目视觉测量定位装置及方法，(赵剡,苏庆华,吴发林,杨奎,张少辰.一种狭窄空间双目视觉测量定位装置及方法:中国,ZL201210191014.7[P].2012.11.05.)

双目视觉测量是基于仿生原理的一种方法，它具有诸多优点，理论上非常适合在制造现场在线、非接触几何精度检验以及质量控制中应用。然而，事实上双目视觉应用不及其它方法，最关键的制约因素是其测量精度，绝大多数双目系统的精度只有亚毫米级。

现有技术2：

结构光视觉测量的理论基础是激光三角测距原理。通过向被测零件投射空间数学模型已知的结构光源，机器视觉系统对零件及结构光投影成像(图2所示)，联立结构光的空间数学模型和机器视觉系统成像数学模型，经求解即可得到恢复深度信息。光线投影模式有光线、平面、曲面及光束四种，因此，常见结构光视觉测量系统也有四种类型。