[发明专利]一种工件曲率检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种工件曲率检测系统及方法。该系统包括：传感器和数据处理模块，所述数据处理模块包括分割模块、曲率粗测模块和曲率精测模块；所述传感器用于采集所述平面和所述曲面上的多个离散点的数据，多个所述离散点在所述平面上的投影在一条直线上；所述分割模块用于将多个所述离散点分割为直线上离散点集合与弧线上离散点集合；所述曲率粗测模块用于结合几何方法和最小二乘圆拟合方法计算弧线圆参数范围，作为霍夫变换方法的参数空间搜索范围；所述曲率精测模块用于采用霍夫变换方法获得所述弧线的实际曲率参数空间，并用概率模型计算弧线的曲率精确值。本发明具有受噪声影响小、鲁棒性强、测量更精确的优点。

技术领域

本发明属于精密测量技术领域，更具体地，涉及一种工件曲率检测系统及方法。

背景技术

当前智能手机已经成为生活的必需品，其设计越来越美观，3D玻璃因为其美观且强度大，已经成为手机盖板的主流材料。现在手机制造越来越精密，对各零部件之间结合的紧密度要求也提出了更高的要求，特别是盖板这样大的结构性部件，其表面各部位与主体结构结合的好坏，对手机的美观、手感、防水、耐用性等各方面均有很大的影响。特别是玻璃盖板的曲边，是影响盖板与主机结合精密度的关键部位，所定制盖板边缘曲率必须达到设计要求，这就需要高精度曲率计算方法及其应用系统装备。

当前国内手机玻璃盖板主流使用的是2.5D玻璃盖板，对其边缘倒角曲率的在线检测，目前还没有很好的办法，主要还是采用离线检测与生产设备调整相结合进行质量控制，在这种方式下，质量控制信息反馈周期长，处理调整速度慢。目前有限的检测方法中，主流是应用激光三角测量方法采集表面点，根据距离信息计算各参数值。这些设备一般每次只能采集一个点，也有少数能够同时采集多点的设备，但一般不能同时采集超过200个点。对于精密测量，采集区域太小，通过机械扫描不仅增加了设备的复杂性，而且在较大区域测量时，速度慢，精度也受限。

在采集到离散数据后，需要快速、精确的数据分析处理方法，来计算全部待测参数，与设计参数比较，然后根据其精度做产品分级，既可以直接提高产品效益，也有利于产品品牌建设。对于曲率计算，目前主要应用的方法是最小二乘拟合法、霍夫变化法，其中最小二乘拟合圆方法受噪声影响较大，霍夫变换方法则对参数空间搜索范围的确定需要预先人工确定，选取范围太大，则计算时间长，搜索效率低，设置太小，则有可能遗漏最优值。而且，仅仅选取投票最大值对应的参数值作为检测结果，在采样点比较少时，噪声对测量结果的影响会较大。为提高数据分析计算精度和稳定性，需要研究新的方法。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种工件曲率检测系统及方法，具有受噪声影响小、鲁棒性强、测量更精确的优点。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种工件曲率检测系统，应用于包含平面和与所述平面连接的曲面的工件的曲率检测，包括传感器和数据处理模块，所述数据处理模块包括分割模块、曲率粗测模块和曲率精测模块；

所述传感器用于采集所述平面和所述曲面上的多个离散点的数据，多个所述离散点在所述平面上的投影在一条直线上；

所述分割模块用于将多个所述离散点分割为直线上离散点集合与弧线上离散点集合；

所述曲率粗测模块用于采用几何方法计算获得所述弧线的第一圆参数范围，采用最小二乘圆拟合方法计算获得所述弧线的第二圆参数范围，根据所述第一圆参数范围和所述第二圆参数范围获得第三圆参数范围；

所述曲率精测模块用于采用霍夫变换方法获得所述弧线的实际曲率参数，其中，将所述第三圆参数范围作为所述霍夫变换方法的参数空间搜索范围。

优选地，所述数据处理模块还包括优化模块，用于采用概率分析方法对霍夫变换的结果进行优化处理。

优选地，所述数据处理模块还包括滤波模块，用于采用高斯滤波器对多个所述离散点的数据进行滤波处理，将滤波处理后的多个所述离散点的数据发送给所述分割模块进行数据分割。