一种工业视频内窥镜校准装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业视频内窥镜校准装置和方法，所述工业视频内窥镜校准装置包括计量标准器具和辅助装夹台架；其中，所述计量标准器具包括：单刻线深度样板、标准刻线尺和标准圆板；所述单刻线深度样板包括：中间长线和两对短线，中间长线在两对短线范围处的深度值为标准深度值H，所述工业视频内窥镜校准方法，通过对工业视频内窥镜校准方法技术研究，解决倾斜测量时长度、宽度、深度和面积参数的校准问题，满足了工业视频内窥镜校准技术要求。所述工业视频内窥镜校准方法具有全面、准确的技术特点，符合实际使用状态下的校准，保证了量值传递的可靠，具有实际应用的价值。具有实际应用的价值。具有实际应用的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种工业视频内窥镜校准装置和方法


[0001]本专利技术涉及工业视频内窥镜校准
，特别提供了一种工业视频内窥镜校准方法。

技术介绍

[0002]目前，关于工业视频内窥镜，由于国家没有统一的校准规范，同时也缺少相应的校准技术条件，因此，工业视频内窥镜校准工作一直未能有效开展。
[0003]现有其同类的测量设备有光切显微镜、表面划痕测量仪等，是采用光切原理设计而成的测量表面划痕、损伤及凹凸深度的仪器，可用于准确测量表面划痕深度，可采用工业高分辨力CCD摄像机和7英寸便携式图像处理器取代了原有的目镜测量方式。
[0004]工业视频内窥镜与光切显微镜相比，不仅结构原理不同，其使用方式也不同。目前，光切显微镜为台式测量设备，设备校准时可依据国家校准规范，其深度示值误差校准需将标准被测表面调至与仪器垂直状态，长度、面积示值误差校准没有规定和方法。而工业视频内窥镜为手持便携式测量，测量时光路无需完全垂直被测表面，约可倾斜
±
60
º
范围，并且使用状态一般为黑暗零件内腔处测量。因为只有保证校准状态与使用状态相一致，才能确定被校准仪器使用状态下测量精度的准确性。
[0005]目前，现有视频内窥镜的校准方法只针对刻线宽度进行校准，并没有对视频内窥镜的长度和面积方面进行校准，同时校准时仅考虑垂直测量方式，并没有考虑到倾斜测量时的校准，而该方式在实际测量时是最常出现的，且正直测量与倾斜测量精度差很多，所以该校准方法不全面。
[0006]人们迫切希望获得一种技术效果优良的工业视频内窥镜校准方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种技术效果优良的工业视频内窥镜校准方法。针对现有工业视频内窥镜校准存在的问题，确定校准计量标准器具，制定校准方法，解决倾斜测量时长度、宽度、深度和面积参数的校准问题，保证工业视频内窥镜测量参数量值传递的准确性。
[0008]工业视频内窥镜是一种带有CCD相机的内窥检测设备，能够实现产品缺陷的实时检测与典型缺陷尺寸的自动测量，主要用于内表的缺陷几何尺寸的精确测量，如长度、深度、面积等参数，在机械制造、机械维修领域，特别是在发动机维护方面广泛应用。
[0009]其三维测量系统采用的是双目立体视觉技术，是由两个相机在不同角度同时拍摄待测物体的两幅图像，或由一台相机在不同时间和不同角度下拍摄被测物的两幅图像，然后通过图像软件的处理进行三维重建。同时通过静态测量界面完成三维测量功能，可实现线段长度测量，多边形面积测量，以及深度测量。
[0010]所述工业视频内窥镜校准方法规定了工业视频内窥镜的技术要求、校准条件、校准项目、校准方法、校准结果处理、校准时间间隔等内容。
[0011]所述工业视频内窥镜校准方法工作原理：采用了与计量器具的标准量值比对的校
准方法，并结合工业视频内窥镜实际使用状态，设计和研制长度、深度、面积等标准计量器具，模拟仪器的使用状态设计测头偏摆辅助支架和遮蔽工作台架，使所设计的计量器具可以溯源到上级计量标准。示值误差是将工业内窥镜对计量器具标准校准的实际值与其计量标准值相比较之差，在实际校准中即为工业内窥镜示值误差，示值误差是量仪最基本的计量性能。
[0012]校准时，将工业视频内窥镜和计量标准器具安装在辅助装夹台架上，并进行校准位置调整，依据校准方法对内窥镜测头以垂直、
±
60
º
方向位置的进行示值误差校准。
[0013]所述工业视频内窥镜校准装置包括计量标准器具和辅助装夹台架；其中，所述计量标准器具包括：单刻线深度样板、标准刻线尺和标准圆板；所述单刻线深度样板，由一条长线和两对短线组成，在两对短线范围内的长线深度为校准用的深度点位，其所需标准深度值可由高等级表面轮廓测量仪来标定，其刻线结构组成参见附图1。所述标准刻线尺，由间距0.01mm的100条短线组成，全长1mm，其所需标准间距值可由高等级工具显微镜或线纹测量仪来标定，其100条刻线构成参见附图2。所述标准圆板，由半径0.1mm~1mm的10个标准圆组成，其每个标准面积是通过标准半径计算并标定得出。其各组圆形构成参见附图3。
[0014]所述辅助装夹台架包括工作台、立柱、支臂、可旋转夹持头；其中，所述支臂的一端通过立柱连接在工作台的一侧，可旋转夹持头的一端与支臂的另一端相连，工业视频内窥镜装夹在可旋转夹持头上，计量标准器具放置在工业视频内窥镜下方的工作台上，所述支臂可沿立柱上下移动。并可通过锁紧钮锁紧。
[0015]所述辅助装夹台架还包括遮光罩，所述遮光罩垂直连接在靠近计量标准器具的工作台上。
[0016]所述工业视频内窥镜校准方法具体步骤如下：步骤一：工业视频内窥镜校准参数的确定：深度、长度、宽度示值误差≤0.02mm， 面积示值误差应不大于0.04mm2；步骤二：深度测量示值误差校准：使用单刻线深度样板，标准深度值H值为0.1mm、0.05mm和0.02mm，将工业视频内窥镜装夹在可旋转夹持头上，使工业视频内窥镜的轴向垂直于工作台并紧固，参见附图4、图5，将单刻线深度样板放置在工业视频内窥镜下方的工作台上，打开工业视频内窥镜自带光源照明；上下调整立柱高度使单刻线深度样板刻线清晰成像于观察视场中心，同时拍摄单刻线深度样板刻线图像，分别对其标准深度值H为0.1mm、0.05mm和0.02mm的刻线深度进行测量，并读出每个单刻线深度样板刻线的实测深度值H1、H2、H3，计算实测深度值与相应单刻线样板的标准深度值H之差，取其差值作为垂直位置的三个深度测量的示值误差；调整可旋转夹持头，使工业视频内窥镜测头处于左、右倾斜60
º
位置，具体为工业视频内窥镜的轴向与工作台左、右夹角为60
°
，具体参见附图8、附图9。上、下移动并旋转调整支臂，使工业视频内窥镜测头对准工作台中部位置。重复步骤二中第步，进行校准，并计算得出左、右倾斜60
º
位置的深度测量示值误差；步骤三：长度、宽度测量示值误差校准：
校准使用每格间距0.01mm标准刻线尺，标准长度以0.2mm、0.5mm、1mm为标准校准间隔进行比对，0.2mm标准长度为刻线尺的20格，0.5mm标准长度为刻线尺的50格，1mm标准长度为全刻线尺长度的100格；将工业视频内窥镜装夹在可旋转夹持头上，使工业视频内窥镜的轴向垂直于工作台并紧固，将标准刻线尺放置在工业视频内窥镜下方的工作台上，打开工业视频内窥镜3自带光源照明；上下调整立柱高度并使标准刻线尺清晰成像于观察视场中心，同时拍摄其刻线图像，操作仪器瞄准线分别对标准刻尺的20格、50格、100格长度进行测量并读出实测值L1、L2、L3，分别计算3个实测值与标准间隔0.2mm、0.5mm、1mm的差值，取其差值作为垂直位置的3个长度测量示值误差；将标准刻线尺水平旋转大约90
°
，按上述长度示值误差校准方法步骤进行测量，所得3个新的测量差值即为宽度测量示值误差；调整可旋转夹持头，使工业视频内窥镜测头处于左、右倾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业视频内窥镜校准装置，其特征在于：所述工业视频内窥镜校准装置包括计量标准器具（1）和辅助装夹台架；其中，所述计量标准器具包括：单刻线深度样板（11）、标准刻线尺（12）和标准圆板（13）；所述单刻线深度样板（11）包括：中间长线和两对短线，中间长线在两对短线范围处的深度值为标准深度值H，所述标准刻线尺（12）包括间距0.01mm的100条短线，全长1mm，所述标准圆板（13）包括半径0.1mm~1mm的10个标准圆，其每个标准面积为圆的面积；所述辅助装夹台架包括工作台（41）、立柱（42）、支臂（43）、可旋转夹持头（44）；其中，所述支臂（43）的一端通过立柱（42）连接在工作台（41）的一侧，可旋转夹持头（44）的一端与支臂（43）的另一端相连，工业视频内窥镜（3）装夹在可旋转夹持头（44）上，计量标准器具放置在工业视频内窥镜（3）下方的工作台（41）上，所述支臂（43）可沿立柱（42）上下移动。2.按照权利要求1所述工业视频内窥镜校准装置，其特征在于：所述辅助装夹台架还包括遮光罩（45），所述遮光罩（45）垂直连接在靠近计量标准器具的工作台（41）上。3.一种工业视频内窥镜校准方法，其特征在于：所述工业视频内窥镜校准方法具体步骤如下：步骤一：工业视频内窥镜校准参数的确定：深度、长度、宽度示值误差≤0.02mm， 面积示值误差应不大于0.04mm2；步骤二：深度测量示值误差校准：使用单刻线深度样板（11），标准深度值H值为0.1mm、0.05mm和0.02mm，将工业视频内窥镜（3）装夹在可旋转夹持头（44）上，使工业视频内窥镜（3）的轴向垂直于工作台（41）并紧固，将单刻线深度样板（11）放置在工业视频内窥镜（3）下方的工作台（41）上，打开工业视频内窥镜（3）自带光源照明；上下调整立柱（42）高度使单刻线深度样板（11）刻线清晰成像于观察视场中心，同时拍摄单刻线深度样板（11）刻线图像，分别对其标准深度值H为0.1mm、0.05mm和0.02mm的刻线深度进行测量，并读出每个单刻线深度样板刻线的实测深度值H1、H2、H3，计算实测深度值与相应单刻线样板的标准深度值H之差，取其差值作为垂直位置的三个深度测量的示值误差；调整可旋转夹持头（44），使工业视频内窥镜（3）测头处于左、右倾斜60
º
位置，上、下移动并旋转调整支臂（43），使工业视频内窥镜（3）测头对准工作台中部位置；重复步骤二中第步，进行校准，并计算得出左、右倾斜60
º
位置的深度测量示值误差；步骤三：长度、宽度测量示值误差校准：校准使用每格间距0.01mm标准刻线尺（12），标准长度以0.2mm、0.5mm、1mm为标准校准间隔进行比对，0.2mm标准长度为刻线尺的20格，0.5mm标准长度为刻线尺的50格，1mm标准长度为全刻线尺长度的100格；将工业视频内窥镜（3）装夹在可旋转夹持头（44）上，使工业视频内窥镜（3）的轴向垂直于工作台（41）并紧固，将标准刻线尺（12）放置在工业视频内窥镜（3）下方的工作台（41）上，打开工业视频内窥镜（3）自带光源照明；上下调整立柱（42）高度并使标准刻线尺（12）清晰成像于观察视场...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，张作慧，于航，张露，李景尧，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：