[发明专利]非规则产品轮廓高精度成像方法

权利要求书

1.一种非规则产品轮廓高精度成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、输入：在检测非规则轮廓的产品前，成像机构对产品进行拍摄，对得到的图像进行处理，使其与产品的实际尺寸相同，将处理后的实际尺寸图像输入运动控制卡；成像机构包括线阵相机、远心镜头以及成像光源；运动控制卡控制运动平台的两个相互垂直的、可在水平方向上位移的直线电机组件与一个旋转的DD马达；两个直线电机组件分别用作X轴和Y轴；旋转的DD马达用作R轴；以虚轴来高速触发线阵相机拍照，即XYR移动一个点位，虚轴发出一个脉冲，触发线阵相机采集一帧图像；运动控制卡控制XYR三轴＋虚轴在每个点位的运动；

二、轮廓提取：将产品置于运动平台的旋转中心上，通过线阵相机对产品成像，获取旋转中心及产品的轮廓数据；

三、提取轮廓点位：

（1）采集图像的行分辨力：按分辨力进行点位设计，选择像素单元分辨力在0.005mm～0.01mm范围内的所有轮廓点位；

（2）删除部分干扰点：通过对步骤（1）中轮廓点位进行高斯平滑，滤除部分不平滑变化的点位，然后通过角度变化，优化部分点位，使R轴运动时角度变化平滑稳定；

（3）优化轮廓曲线点：在圆弧型轮廓点中，角度变化趋势大体一致的某一段，如果这段中出现了角度变化大的点，则优化至前后一致的角度变化；

（4）选择固定轮廓点起始及扫描方向：选择直线段起始点为固定轮廓点，扫描方向按设计的轨迹路径选择进行扫描；

四、多段拟合轮廓及点位的优化：在分圆弧段时，按样条区域合成，进行多段圆弧段的拟合，拟合后以适应产品外轮廓圆弧曲线；部分点位进行手动优化；

五、重新按分辨力生成点位和角度；

六、针对点位及角度变化值进行平滑性修改；

七、以旋转中心为准提取点位及角度，计算旋转中心轨迹，若旋转中心点有偏差，加上相应偏差；若产品有角度旋转，加上相应偏差的角度偏差。

2.根据权利要求1所述的非规则产品轮廓高精度成像方法，其特征在于：所述步骤（一）中XYR三轴＋虚轴的点位具体为将产品的运行轨迹离散成多组等间距的点，第i个点坐标为（xi，yi，ri，deta*i），每当i递增时产品刚好运动至预期拍照位，同时高速脉冲触发线阵相机拍照，如此循环扫描出产品的完整图像；其中，deta为虚轴坐标等间距常数，根据距离情况来设定该常数。

3.根据权利要求1所述的非规则产品轮廓高精度成像方法，其特征在于：所述步骤（七）的具体步骤为：

选取产品上某一个点，保证成像光源与产品及线阵相机角度不变，此时该点具有切线角度，以旋转中心旋转与切线角度相同的角度后形成一点位；然后旋转后的该点通过平移方式回到与成像光源相对于起始点同样的位置，同时可以看出旋转中心位置点的变化，其旋转中心点位置与角度的变化实为控制轴XYR点位的变化。

4.根据权利要求1所述的非规则产品轮廓高精度成像方法，其特征在于：所述步骤（一）中线阵相机设置在远心镜头的上方，作为拍摄工具；所述远心镜头和线阵相机是一个成固定角度的结构；成像光源设置在远心镜头的下方。