[发明专利]基于结构光视觉的矩形花键轴同轴度及键位置度测量方法

摘要

本发明涉及一种基于结构光视觉的矩形花键轴同轴度及键位置度测量方法，属于机器视觉测量技术领域。首先，对结构光测量系统进行标定，获得摄像机参数、线结构光光平面与花键轴轴线空间方程；其次，沿直线移动激光器，获得每个位置上线结构光光平面方程及轴上光条图像，通过多个线结构光光平面与花键轴的截平面，基于最小包容原则获得花键轴的同轴度误差；最后，以花键侧面上光条中心点作为数据点，依据国家标准推荐的矩形花键轴花键位置度的测量方法，提出一种基于距离迭代获得花键位置度测量算法。本发明在保证测量精度的基础上，实现了矩形花键轴同轴度和花键位置度的非接触测量，显著提高了花键轴几何公差的测量效率。

主权项

1.一种基于结构光视觉的矩形花键轴同轴度及键位置度测量方法，其特征在于：利用结构光视觉检测技术，实现了花键轴同轴度及花键位置度的非接触测量，具体过程包括下列步骤：/n步骤1）标定摄像机参数及花键轴轴线方程；/n1.1）标定摄像机内参及畸变系数；/n1.2）通过线激光器将结构光投射至共面标靶，采集共面标靶图像，并利用图像获得结构光光平面在摄像机平面下的空间平面方程；/n1.3）将标定板通过夹具固定于双顶尖之间，在测量时花键轴也通过该双顶尖固定于实验台上，顶尖连线即为花键轴轴线；/n1.4）旋转标定板并采集两个不同位置上的标定板图像，通过两个位置上标定板所对应的平面方程可以获得被测轴线方程；/n步骤2）在滑轨上沿直线移动线激光器，在每个位置上获得线结构光光平面方程、花键轴上光条中心点的摄像机坐标、线结构光光平面与花键轴截面对应的椭圆中心坐标，并基于最小包容原则获得花键轴的同轴度误差；/n步骤3）在滑轨上任意位置作为测量花键位置度的测量位置，采集花键轴上光条图像，提取图像中最上端和最下端两个花键侧面对应的光条中心点，接着沿同一方向旋转花键轴，并记录每次旋转角度，提取每次旋转后图像中最上端和最下端的两个花键侧面上的光条中心点，根据花键轴轴线方程，通过坐标变换可以获得花键轴旋转前所有花键侧面上光条中心点的摄像机坐标；/n步骤4）根据花键轴轴线方程建立一个与花键轴垂直的投影平面，将花键侧面上所有光条中心点向投影平面进行投影，在投影坐标系中，以任意一个花键两侧的光条中心点作为数据点，获得该花键两个侧面的对称线，并以该对称线作为基准获得每个花键的位置度误差。/n