[发明专利]用于弧面外观检测的机器视觉系统及检测方法

权利要求书

1.一种用于弧面外观检测的机器视觉系统，其特征在于，包括：线阵相机(1)、成像镜头(2)、图像采集模块(21)、线性光源(3)、控制计算机(22)、XYO三轴运动平台(4)和运动控制模块(23)；所述成像镜头(2)位于XYO三轴运动平台(4)一侧，镜头朝向被检物(41)的弧面(411)；所述线阵相机(1)将成像镜头传送过来的模拟图像转换成数字图像；线性光源(3)直射被检物(41)的检测位；所述图像采集模块电性连接所述的线阵相机与控制计算机；所述运动控制模块电性连接所述的控制计算机和XYO三轴运动平台；所述控制计算机用于计算运动轨迹数据，编辑运动控制模块程序和接收图像；所述运动轨迹数据计算过程为：将目标弧面转换为二维轨迹(11)；在二维轨迹(11)上根据检测精度等距取点,得到每点坐标(xy)；根据每点坐标(x y)在二维轨迹(11)上的外切线(12)得出实际旋转角C；根据每点坐标(x y)的实际旋转角C、拍摄位坐标(Xc、Yc)计算实际的XY行程；获得每点坐标的三轴位置；

公式为

运用插补功能，约束通过拍照位的表面速度一致；具体速度的计算由运动控制模块进行，以保证经过两点间的时间一致。

2.根据权利要求1所述的用于弧面外观检测的机器视觉系统，其特征在于：所述XYO三轴运动平台(4)包括X向直线驱动机构(42)、Y向直线驱动机构(43)和旋转轴(44)，在所述X向直线驱动机构上设有第一光栅尺，在所述X向直线驱动机构上设有与第一光栅尺垂直的第二光栅尺，在所述旋转轴(44)设有编码器。

3.根据权利要求1或2所述的用于弧面外观检测的机器视觉系统，其特征在于：所述线阵相机(1)是CCD或COMS线阵相机。

4.根据权利要求1或2所述的用于弧面外观检测的机器视觉系统，其特征在于：所述线性光源(3)是线性同轴光源或高亮线性光源。

5.一种基于机器视觉系统的弧面外观检测方法，其特征在于，包括：

S1、XYO三轴运动平台(4)的光栅尺和编码器，与运动控制模块(23)、控制计算机(22)、图像采集模块(21)和线阵相机(1)构成全闭环系统，用于实时反馈位置信息；

S2、运动控制模块(23)在同步系统中读取光栅尺与编码器的位置信息，以及进行实时位置速度校正；

S3、相机拍摄与运动轨迹同时开始和结束；

S4、控制计算机(22)负责计算运动轨迹数据，编辑运动控制模块程序，接收图像；所述运动轨迹数据计算方法为：(1)将目标弧面转换为二维轨迹；(2)在轨迹上根据检测精度等距取点,得到每点坐标x y；(3)根据每点坐标在轨迹上的外切线得出实际旋转角C；(4)根据每点坐标的实际旋转角C、拍摄位坐标Xc、Yc计算实际的XY行程；获得每点坐标的三轴位置；

其公式为

运用插补功能，约束通过拍照位的表面速度一致；具体速度计算由运动控制模块进行，保证经过两点间的时间一致。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉系统的弧面外观检测方法，其特征在于：所述XYO三轴运动平台(4)包括X向直线驱动机构(42)、Y向直线驱动机构(43)和旋转轴(44)，在所述X向直线驱动机构上设有第一光栅尺，在所述X向直线驱动机构上设有与第一光栅尺垂直的第二光栅尺，在所述旋转轴(44)设有编码器。

7.根据权利要求5或6所述的基于机器视觉系统的弧面外观检测方法，其特征在于：所述线阵相机(1)是CCD或COMS线阵相机。