[发明专利]螺纹孔安装视觉垂直度检测、校正方法以及同轴装配方法

权利要求书

1.一种螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

A100，初步视觉定位：通过机器视觉定位系统将装配机械手定位到螺纹孔的正上方；

A200，采集螺纹孔图像：

在装配机械手的两侧设置两对称设置的第一摄像头和第二摄像头，所述装配机械手的轴线、第一摄像头的轴线、第二摄像头的轴线位于同一平面，且第一摄像头的轴线与装配机械手的轴线呈锐角设置；

以装配机械手的轴线为中心轴，驱动第一摄像头和第二摄像头绕所述螺纹孔旋转180°，旋转的同时从螺纹孔的上方两侧拍摄螺纹孔的螺纹孔图像；

A300，垂直度检测：

对第一摄像头和第二摄像头拍摄的每帧螺纹孔图像做边缘检测，提取第一摄像头拍摄的螺纹孔图像中的边缘轮廓图像1，提取第二摄像头拍摄的螺纹孔图像中的边缘轮廓图像2；

取至少两组边缘轮廓图像进行对比，其中，每组边缘轮廓图像为从第一摄像头和第二摄像头在同一时刻拍摄的螺纹孔图像中提取的边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2；

若每组边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2均相等，则判定装配机械手垂直于螺纹孔所在的工作表面；若其中一组边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2不相等，则判定装配机械手不垂直于螺纹孔所在的工作表面。

2.如权利要求1所述的螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，其特征在于，所述步骤A300中，对拍摄的螺纹孔图像做边缘检测前，对螺纹孔图像进行预处理，该预处理包括：

A310，对螺纹孔图像进行灰度转换，转换为螺纹孔的灰度图像；

A320，对灰度图像进行二值化处理，转换为螺纹孔的二值化图像；

A330，对螺纹孔的二值化图像进行去噪声处理，转换为螺纹孔的去噪声图像；

A340，对去噪声图像进行边缘检测。

3.如权利要求2所述的螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，其特征在于，所述步骤A330中的去噪声处理是通过图像形态学算法或者滤波算法进行去噪声处理。

4.如权利要求1-3任意一项所述的螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，其特征在于，所述步骤A300中的边缘检测是采用边缘检测算子来计算螺纹孔的边缘，该边缘检测算子为Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Laplacian算子、Log/Marr算子、Canny算子、Kirsch算子或者Nevitia算子。

5.一种螺纹孔安装视觉垂直度校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

B100，初步视觉定位：通过机器视觉定位系统将装配机械手定位到螺纹孔的正上方；

B200，采集螺纹孔图像：

在装配机械手的两侧设置两对称设置的第一摄像头和第二摄像头，所述装配机械手的轴线、第一摄像头的轴线、第二摄像头的轴线位于同一平面，且第一摄像头的轴线与装配机械手的轴线呈锐角设置；

以装配机械手的轴线为中心轴，驱动第一摄像头和第二摄像头绕所述螺纹孔旋转180°，旋转的同时从螺纹孔的上方拍摄螺纹孔的螺纹孔图像；

B300，垂直度检测：

对第一摄像头和第二摄像头拍摄的每帧螺纹孔图像做边缘检测，提取第一摄像头拍摄的螺纹孔图像中的边缘轮廓图像1，提取第二摄像头拍摄的螺纹孔图像中的边缘轮廓图像2；

取至少两组边缘轮廓图像进行对比，其中，每组边缘轮廓图像为从第一摄像头和第二摄像头在同一时刻拍摄的螺纹孔图像中提取的边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2；

若每组边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2均相等，则无需校正；若其中一组边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2不相等，则进行下一步；

B400，装配机械手校正：

B410，计算每组边缘轮廓图像中边缘轮廓图像1的外接矩形1和边缘轮廓图像2的外接矩形2，并计算外接矩形1的长宽比S₁和外接矩形2的长宽比S₂，找出S₁/S₂的比值最大或者最小的一组边缘轮廓图像；

B420，以S₁/S₂的比值最大或者最小的一组边缘轮廓图像对应的螺纹孔图像的采集面为校正面，以螺纹孔的中心点为转动中心，在校正面内转动校正装配机械手的位姿角。