一种环形体内壁结构视觉检测方法技术

本发明专利技术涉及一种环形体内壁结构视觉检测方法，所采用的检测系统，包括相机、计算机和锥面反射镜，所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧，并正对相机，环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集。检测方法为：通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界和上边界，位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置；根据识别到的图像位置建立极坐标系，极径和极角分别对应原始环形体内壁的高度以及方位角；通过标定得到极径与实际内壁高度之间的对应关系；通过特征提取手段识别环形体内壁结构，并根据之前标定结果计算其位置信息；判断该内壁结构是否合格。

【技术实现步骤摘要】
一种环形体内壁结构视觉检测方法
本专利技术涉及一种环形体内壁结构视觉检测系统。
技术介绍
内壁带有结构的环形体是一种常见的机械零件，被广泛应用在诸如行星齿轮传动结构等诸多机械传动邻域。随着其应用需求的不断增加，已进入大批量生产装配的时代。内壁带有结构的环形体根据其应用场合不同，往往在一些内壁表面位置处具有诸如滑块槽等不同的结构。考虑到在大批量生产过程中，难免会发生加工漏序或错位等情况，因此，在对其进行自动化装配之前，往往需要首先对关键结构进行检测，以避免由于加工漏序或错位引起机械结构碰撞，最终造成机械装置的严重损坏。以往检测往往通过人工检测实现，但是人工检测具有以下明显不足：(1)从生产工艺与成本的角度考虑，人工检测会给环形体生产装配引入不必要的额外环节，不利于全自动生产装配的实现，同时也会增加人工成本；(2)从生产效率的角度考虑，人工检测速度较慢，难以实现在线检测；(3)从检测结果的角度考虑，人工检测可靠性无法保证，容易引入人为误差或误判。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种快速可靠的环形体内壁检测方法，实现诸如内齿轮等内壁结构的在线检测，从而提高生产效率，降低成本。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种环形体内壁结构视觉检测方法，所采用的检测系统包括相机和计算机，相机所采集的待测环形体内壁的图像被传送至计算机，由计算机根据图像检测环形体内壁结构，其特征在于，所述的视觉检测系统还包括锥面反射镜，所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧，并正对相机，环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集，检测方法如下：(1)通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界和上边界，位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置；(2)根据识别到的图像位置建立极坐标系，极径和极角分别对应原始环形体内壁的高度以及方位角；(3)通过标定得到极径与实际内壁高度之间的对应关系；(4)通过特征提取手段识别环形体内壁结构，并根据之前标定结果计算其位置信息；(5)判断该内壁结构是否合格。本专利技术通过锥面反射镜进行环形体内壁的全景成像，将内壁结构成像至传感器像面，从而便于相机采集。同时，通过该方法还扩展了相机的成像区域，使相机可以通过单次拍摄采集到整个内壁结构的全面信息。具有以下优点：(1)本专利技术通过锥面反射镜成像的方法，利用单张图片即可以全面获取环形体内壁信息，能够实现高速可靠的检测；(2)本专利技术可通过优化锥面反射镜参数，扩大成像视场区域，能够更加全面的获取内壁信息；(3)本专利技术结构简单，可实现低成本检测。附图说明图1是本专利技术所提到的环形体内壁结构检测结构图。图2是本专利技术所提到的环形体内壁结构检测原理图。图3是本专利技术所提到的环形体内壁结构成像示意图。图4是本专利技术的图像处理流程图。图中标号说明：1相机；2被检环形体内壁；3锥面反射镜；4、5、6环形体内壁典型结构；7环形体内壁下边界；8环形体内壁上边界；9被检内壁经过锥面反射镜所成的像；10被检内壁最终在相机所成的像；11图像传感器；12镜头；13透明板；具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术进行说明。如图1所示，本专利技术提供的环形体内壁结构视觉检测系统需要的主要结构有相机1和锥面反射镜3，通过该方法可检测环形体测内壁2上结构4、5和6等相关信息。检测原理如图2所示，首先，环形体内壁2通过锥面反射镜成像为9。通过合理的设计锥面反射镜，可以使9尽可能位于同一平面，并正对相机。随后，像9被图像传感器11和镜头12组合成的相机1采集得到像10。如图2所示，图中为内壁带有键槽的环形体结构，将该环形体放置在透明板13上，锥面镜最高点低于环形体最低点，保证两者平动时不会发生干涉。如图3环形体内壁成像示意图所示，其中外圆对应环形体内壁下边界7，内圆对应环形体内壁上边界8，同时，内壁典型结构4、5和6被全面的展开到图像中。最后，由计算机实时处理图片。计算机图像处理流程如图4所示：第一步首先通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界7和上边界8，位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置。完成内壁位置识别后，即可根据识别到的位置建立坐标系，为使图像坐标系能够更好的匹配实物坐标系，这里选择使用极坐标系，如图3所示，ρ代表极径，θ代表极角，两者分别对应原始内壁的高度以及方位角，为减小锥面反射镜引入的畸变影响，首先可通过简单的标定得到ρ与实际内壁高度较为准确的对应关系。第二步，通过二值化、边缘检测、连通域检测等特征提取手段识别环形体内壁键槽及其所在位置，并根据阈值进行初步筛选。第三步，根据第二步得到的相关结构位置信息，判断是否存在键槽漏序或者错位等问题，以判断该内壁结构是否合格。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环形体内壁结构视觉检测方法，所采用的检测系统包括相机和计算机，相机所采集的待测环形体内壁的图像被传送至计算机，由计算机根据图像检测环形体内壁结构，其特征在于，所述的视觉检测系统还包括锥面反射镜，所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧，并正对相机，环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集。检测方法如下：(1)通过边缘提取和椭圆拟合定位内壁下边界和上边界，位于两边界内的即为环形体内壁对应的图像位置；(2)根据识别到的图像位置建立极坐标系，极径和极角分别对应原始环形体内壁的高度以及方位角；(3)通过标定得到极径与实际内壁高度之间的对应关系；(4)通过特征提取手段识别环形体内壁结构，并根据之前标定结果计算其位置信息；(5)判断该内壁结构是否合格。

【技术特征摘要】
1.一种环形体内壁结构视觉检测方法，所采用的检测系统包括相机和计算机，相机所采集的待测环形体内壁的图像被传送至计算机，由计算机根据图像检测环形体内壁结构，其特征在于，所述的视觉检测系统还包括锥面反射镜，所述的锥面反射镜与相机位于环形体内壁的两侧，并正对相机，环形体内壁通过锥面反射镜成的像被相机所采集。检测方法如下：(1)通过边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张效栋，闫宁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12