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专利号: 2018104263964
申请人: 上海理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于G代码引导下工件轮廓飞边凸起的机器视觉检测方法,采用工件轮廓飞边凸起视觉检测系统,该系统包括工业相机、光源和镜头、运动控制卡、伺服驱动器、伺服电机、滚珠丝杠、螺母、减速器、检测平台,工业相机通过可沿X轴和Y轴移动的平台连接由X轴和Y轴组成的两轴伺服驱动机构,两轴伺服驱动机构中的每轴上的伺服螺母及滚珠丝杠通过联轴器和减速器连接伺服电机,伺服电机通过编码器连接伺服驱动器,伺服驱动器通过线路连接端子板连接上位计算机及运动控制卡;工业相机、镜头和光源置于检测平台上的待测工件上部,工业相机电连接上位计算机,其特征在于,包括以下步骤:步骤1.分析并确定检测平台上待检测工件的工件坐标系与工业相机所获得的工件图片的图像坐标系之间的转换关系,以G代码为特征的工件坐标系与图像检测中基于的图像坐标系在识别毛刺凸起中具有紧密的联系,分析并推理出平台坐标系与工件坐标系的转换关系和平台坐标系与图像坐标系的转换关系,以上述两种转换关系,得到工件坐标系与图像坐标系的转换关系;

步骤2.对工业相机采集到的图片进行感兴趣区域提取,并针对感兴趣区域图像,采取图像二值化和边缘检测的方法,得到需要检测的轮廓边缘;

步骤3.基于G代码中的轮廓信息,对感兴趣区域轮廓进行飞边凸起缺陷判断识别,采用最小外接矩形法,包围轮廓边缘凸起,实现轮廓边缘凸起的视觉检测,完成对工件轮廓飞边凸起的定位与测量,得出飞边凸起的特征段的起始点及高度信息。

2.根据权利要求1所述的基于G代码引导下工件轮廓飞边凸起的机器视觉检测方法,其特征在于:步骤2中根据步骤1得到的变换关系,将G代码对应的坐标映射到图像坐标内,根据线型是线段或者圆弧,进行感兴趣区域提取;线段类型ROI提取:根据线段的起点P1、终点P2和线段长度P1P2,绘制一个以线段P1P2为中位线的矩形,矩形的高为飞边最高经验值的k,圆弧类型ROI提取:连接圆弧起点P3和终点P4,绘制以线段P3P4为中位线的矩形,高为经验值K,即可获得感兴趣区域,对感兴趣区域采取图像二值化和边缘检测的方法,得到需要检测的轮廓边缘。

3.根据权利要求1所述的基于G代码引导下工件轮廓飞边凸起的机器视觉检测方法,其特征在于:步骤3中对感兴趣区域轮廓进行飞边凸起缺陷判断识别,对于判断为线段的G代码段,解析后保存的线段起始点坐标,设为P1(x1,y1)、P2(x2,y2),飞边凸起的检测算法为:

1)根据线段上的两点P1、P2,推出线段所在直线L的一般式直线方程;

2)计算含有飞边的边缘点集V1中点的个数;

3)在点集V中取第i个点Pi,并计算第i个点到直线L的距离Dist;

4)判断Dist与标准飞边凸起判断距离D偏差的关系,如果Dist>D偏差,则把点Pi保存在一个新的点集V2中;

5)使用一边平行于直线L的最小矩形包围点集V2,提取矩形4个角点坐标,计算矩形的宽和高,单位为pixel;

6)根据相机标定参数将图像坐标转化为世界坐标,同时计算矩形在世界坐标内的的实际宽和高,单位为mm,此时就可以得到飞边凸起的实际宽高以及出现的位置。

4.根据权利要求1所述的基于G代码引导下工件轮廓飞边凸起的机器视觉检测方法,其特征在于:步骤3中对感兴趣区域轮廓进行飞边凸起缺陷判断识别,对于圆弧的G代码段的识别判定方法:

1)根据终点起点两点坐标P3、P4和半径R,推出圆弧所在圆O的一般式圆弧方程;

2)判断圆弧的圆心角,如果大于15°则进行圆弧分段,按照圆心角不大于15°的标准进行分段,可将含有飞边凸起的边缘点集分成M段;

3)设置循环变量j=0,点集M段内取Pj段;

4)在点集Vj中取第i个点Pi,并计算第i个点到圆心O的距离Dist;

5)判断Dist与D偏差的关系,如果Dist>D偏差,则把点Pi保存在一个新的点集V2中,否则不处理;

6)使用面积最小矩形包围点集V2,提取矩形4个角点坐标,计算矩形的宽和高,单位为pixel;

7)根据相机标定参数将图像坐标转化为世界坐标,同时计算矩形在世界坐标内的实际宽和高,单位为mm,此时就可以得到Pj段飞边凸起的实际宽高以及出现的位置。