[发明专利]一种圆柱内面检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种圆柱内面检测装置，其特征在于，包括：

支架，其上设有托物座，所述托物座高度可调；

相机，其设于所述支架且位于所述托物座上方；

成像组件，其包括反射镜座和锥面反射镜，所述锥面反射镜设于所述反射镜座且位于所述托物座下方；

检测系统，其与所述相机连接；

其中，所述相机的光心线、所述托物座的中心轴线和所述锥面反射镜的圆锥中心轴线完全重合，待检测圆柱体内面在所述锥面反射镜内成像，所述相机将待检测圆柱体在所述锥面反射镜内所成的像拍摄并传输给检测系统，检测系统对待检测圆柱内面所成的像进行数据采集，并与待检测圆柱内面数据进行对比分析。

2.根据权利要求1所述的圆柱内面检测装置，其特征在于，设定所述相机的视野半径为F，锥面反射镜任意镜面与锥面反射镜的圆锥中心轴线的夹角为α；若待检测圆柱的内面高度为H，待检测圆柱的内面半径为R，待检测圆柱内面在锥面反射镜内成像被相机拍摄到的所成圆环的厚度/圆面的半径为r，则r＝2Hcosα≤F≤R，其中45°＜α＜90°。

3.根据权利要求2所述的圆柱内面检测装置，其特征在于，当所述r＝F时，所述待检测圆柱内面在所述锥面反射镜所成的像为圆面，圆面半径为r,r＝2Hcosα。

4.根据权利要求2所述的圆柱内面检测装置，其特征在于，当所述r＜F时，所述待检测圆柱内面在所述锥面反射镜所成的像为圆环，圆环外圆半径为F，圆环厚度为r,r＝2Hcosα，圆环内圆半径为F-r。

5.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱内面检测装置，其特征在于，所述锥面反射镜顶部所在的圆面的直径小于待检测圆柱的内面半径。

6.利用上述任一项圆柱内面检测装置检测圆柱内面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待检测圆柱放置于托物座；

调整锥面反射镜，使相机的光心线、待检测圆柱及锥面反射镜的圆锥中心轴线完全重合；

调整托物座的高度，使待检测圆柱整个内面在锥面反射镜内成像，待检测圆柱内面在锥面反射镜内所成的像为圆环或圆面；

调整相机的视野，使相机视野刚好覆盖待检测圆柱的内面在锥面反射镜内所成的像；

相机对待检测圆柱内面在所述锥面反射镜内所成的像进行拍摄；

相机将所拍摄的图片传送到检测系统；

检测系统将相机拍摄的图像进行分析。

7.根据权利要求6所述的检测圆柱内面的方法，其特征在于，将待检测圆柱放置于托物座前，还包括以下步骤：

将待检测圆柱的内面的高度H和半径R输入检测系统；

检测系统根据圆柱内面的高度H和半径R的数据，将待检测圆柱内面展开生产第一长方形，第一长方形的长为2πR，高为H；以第一长方形其中一个顶点P₀为原点，第一长方形上的任一点P的坐标为其中，0°≤n≤360°，0≤b≤1。

8.根据权利要求7所述的检测圆柱内面的方法，其特征在于，检测系统将相机拍摄的图像进行分析包括以下步骤：

检测系统根据相机拍摄的图片对所得图片的参数进行分析；

检测系统根据相机的视野半径F和相机拍摄图片的厚度r的数据，生产一个第二长方形；

以第二长方形与第一长方形上P₀对应点为原点P₀’，将图片上任一点P’与点P₀’之间的圆弧长度作为横坐标值，点P’所在圆环/圆面的半径线段上的点的横坐标均为P’与点P₀’的弧长；将该半径线段上的点与该半径线段在圆环内圆上的点(圆心)的距离设为纵坐标值，第二长方形上任一点P’的坐标为

检测系统检测第二长方形的内任一点的信息。

9.根据权利要求8所述的检测圆柱内面的方法，其特征在于，检测系统将相机拍摄的图像进行分析还包括以下步骤：

检测系统并将第二长方形内的点与第一长方形上的点一一对应，得出第一长方形的表面信息，进而得出圆柱内面的信息。