基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法，属于机器视觉测量技术领域。能够实现轴类零件径向跳动误差的在线实时测量。首先，建立径向跳动误差的结构光视觉测量模型；其次，基于传统的张正友相机参数平面两步标定法，设计了圆形初始化窗口计算参数初始值，并通过非线性过程优化算法标定相机内参、畸变系数；再次，利用模板匹配进行光刀平面参数的标定及利用共面标定板标定空间基准轴线；最后，通过测量模型，求解结构光光条与零件表面交点的空间坐标，利用得到的三维坐标和空间基准轴线方程计算径向跳动误差；本发明专利技术采取了图像测量技术，不仅能实现非接触在线检测，同时能保证较高的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法
本专利技术涉及机器视觉测量
，特别涉及一种基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法。
技术介绍
形位误差影响零件之间的配合性质，进而影响机器的密封性、运动平稳性、耐磨性能等，而跳动公差作为形位公差的一项综合指标，部分测量场合可同时控制圆度误差及同轴度误差。轴类零件跳动误差超过允许值易引起机器振动，产生噪音，相比尺寸误差测量技术，跳动误差的测量仍是机械测量领域中的一个薄弱环节。传统上，跳动误差测量主要是接触式方法。如V型块测量法、偏摆仪测量法、三坐标机测量法、圆度仪测量法等，然而，对于超大型轴类零件跳动误差的测量，若采用人工检测比较费时，采用三坐标测量机检测装卡变得复杂，所以效率不高。对于长径比大于2的轴类零件，无论人工检测还是机器自动检测，接触式测量对采点位置的分布及数量的多少要求较高。目前非接触检测有激光位移传感器测量法和高精度CCD测微计法等。然而，利用激光位移传感器时，触头的安装必须垂直于基准轴线，而高精度CCD测微计测量时，如果待测截面既存在偏心误差又存在圆度误差，则测量值并不等于真实的跳度误差，故这两种方式都有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法，其特征在于：结合相机标定技术和结构光视觉测量技术，建立跳动误差的测量模型；通过图像特征提取技术实现光条中心坐标、角点坐标等有效数据点的获取，包括以下步骤：1）标定相机参数及镜头畸变系数；2）计算光刀平面方程；3）计算空间基准方程；4）计算径向跳动误差。

【技术特征摘要】
1.一种基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法，其特征在于：结合相机标定技术和结构光视觉测量技术，建立跳动误差的测量模型；通过图像特征提取技术实现光条中心坐标、角点坐标等有效数据点的获取，包括以下步骤：1）标定相机参数及镜头畸变系数；2）计算光刀平面方程；3）计算空间基准方程；4）计算径向跳动误差。2.根据权利要求1所述的基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法，其特征在于：步骤1）中所述的标定相机参数及镜头畸变系数，是基于改进的张正友两步标定算法，利用精度为1μm的标定板图像在不同姿态下的图像角点坐标和其对应的Z=0世界坐标之间的关系，标定出相机内参数和镜头的畸变系数，具体步骤如下：1.1）利用工业相机采集9-12幅不同姿态下的标定板图像；1.2）利用改进的Bouguet工具箱检测图像特定圆形区域的角点亚像素坐标；1.3）利用角点亚像素坐标和对应的世界坐标求解相机内参、相对于不同标定板位姿的相机外参及镜头畸变系数的初始值；1.4）利用改进的Bouguet工具箱检测图像所有角点亚像素坐标；1.5）根据非线性标定模型和步骤1.3）计算的初始值，利用Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法对相机内参、镜头畸变系数、不同姿态下标定板外参优化求解。3.根据权利要求1所述的基于结构光视觉的轴类零件径向跳动误差在线测量方法，其特征在于：步骤2）中所述的计算光刀平面方程，具体步骤如下：2.1）采集6-8幅不同姿态下带有结构光光条的标定板共面标靶图像；2.2）利用改进的Bou...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭庆昌，包昊菁，张雅超，刘思远，柴博森，周晓东，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22