CN107449360A - 一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统，主要解决现有技术中存在的机械测量，方法复杂，自动化程度低的技术问题，本发明通过采用所述尺寸测量系统包括圆形镂空旋转台，所述圆形镂空旋转台周围设有圆环机构，所述圆环机构的内圆用于放置圆形镂空旋转台，所述圆形机构环上相对于镂空旋转台的中心对称设置有宽体平行光源及光源接收装置，与光源接收装置连接的处理器系统；所述圆形镂空旋转台由方位旋转机构及Z轴旋转机构组成，所述处理器系统用于处理所述光源接收装置输出的光图像数据，进行汽车压铸件尺寸计算，并用于控制所述圆形镂空旋转台及宽体平行光源的技术方案，较好的解决了该问题，可用于汽车压铸件的尺寸测量中。

Description

一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统
技术领域
本发明涉及汽车压铸件检测领域，特别涉及到一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统。
背景技术
汽车质量每减轻1％，可节省燃料消耗0.6％-1.0％，汽车每减重100kg，CO2排放量可减少约5g/km，在轿车中每使用1kg铝，可在其使用寿命期内减少20kg尾气排放。汽车轻量化成了必然趋势。汽车冲压件一般是由铝合金材料冲压成型的，汽车冲压件形状复杂，表面尺寸要求高，冲压件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此冲压件表面不允许有鼓包、压痕、拉伤、起皱、波浪、缩颈、开裂及其他破坏表面美感的缺陷。
现有的汽车冲压件测量方法采用机械测量，方法复杂，自动化程度低。因此，提供一种非接触性、方法简单、自动化程度高、测量精度高的汽车冲压件的测量系统就很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的机械测量，方法复杂，自动化程度低的问题。提供一种新的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，该用于汽车压铸件的尺寸测量系统具有非接触性、方法简单、自动化程度高、测量精度高的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统，所述尺寸测量系统包括圆形镂空旋转台，所述圆形镂空旋转台周围设有圆环机构，所述圆环机构的内圆用于放置圆形镂空旋转台，所述圆形机构环上相对于镂空旋转台的中心对称设置有宽体平行光源及光源接收装置，与光源接收装置连接的处理器系统；所述圆形镂空旋转台由方位旋转机构及Z轴旋转机构组成，所述处理器系统用于处理所述光源接收装置输出的光图像数据，进行汽车压铸件尺寸计算，并用于控制所述圆形镂空旋转台及宽体平行光源。
本发明的工作原理：本发明通过采用光学的阻碍成像特性对汽车压铸件的尺寸外形进行非接触性采集。将汽车压铸件放在圆心上的圆形镂空旋转台，相对于圆心对称设有光源发射和接收装置，通过对汽车压铸件的旋转，全方位采集汽车压铸件的外形图像。通过对外形图像的后处理进行尺寸计算，能够精确计算出汽车压铸件的尺寸。
上述方案中，为优化，进一步地，所述圆形机构上平面低于所述圆形镂空旋转台上平面。
进一步地，所述对称设置的宽体平行光源及光源接收装置分别为2个。
进一步地，所述宽体平行光源包括光源，与光源对应设置的扩束准直透镜，与扩束准直透镜对应设置的起偏器。
进一步地，所述方位旋转机构包括蜗轮蜗杆旋转装置。
进一步地，所处理器系统包括存储介质，处理器，所述存储介质储存有数据处理程序，所述处理器用于执行所述数据处理程序，用于执行以下步骤：
(1)接收所述光源接收装置输出的光图像数据；
(2)将步骤(1)所述光图像数据进行黑白反向处理，对黑色图像进行抠图处理；
(3)将步骤(2)所述抠图结果进行直线检测，圆心检测，进行尺寸检测。
进一步地，所述步骤(3)中直线检测包括采用Hough变换直线检测方法检测所述抠图结果，包括：
(A)建立参数化直线方程：
xcosθ+ysinθ＝ρ，
(B)设置量化间隔，将θ于ρ取值范围离散化为至少一个区间，ρ的取值范围由图像矩形的顶点到圆点的距离相关；
(C)构造θ-ρ参数空间，将θ-ρ参数空间离散化为二维网格，对离散化参数对应的(θi，ρj)设置一个计数器；
(D)根据所述参数化直线方程进行特征点对θ-ρ参数空间投票，当所有特征点完成对θ-ρ参数空间投票后，寻找出θ-ρ参数空间中计数器值大于阀值T的局部放大点即为对应的直线参数对，定义HT为无噪图像中的直线。
进一步地，所述特征点对参数空间投票包括：
对图像中的每个特征点(x0，y0)，遍历所有离散θ值，根据所述参数化直线方程计算每个θi对应的ρ值及相应的离散区间ρi，计数器(θi，ρj)值加1
其中，θ表示直线的法线，0°≤θ＜180°，ρ为圆点到直线的距离，ρ单位为像素，
进一步地，所述圆心检测包括：
(A)对抠图结果进行边缘检测和二值化；
(B)沿梯度方向搜索各边缘点对应参数空间中的可能圆心点；
(C)取θ-ρ参数空间中各累加器的峰值对应的参数作为冲压件上圆心
本发明通过对汽车冲压件的尺寸进行测量，主要包括直线及圆心定位。，利用合理的图像采集、图像处理、边缘检测、几何要素定位方法，实现了冲压件尺寸的非接触式快速测量。
本发明的有益效果：
效果一，进行非接触式检测，对汽车压铸件无损伤；
效果二，通过光学原理进行检测，并自动控制过程，方便快捷；
效果三，自动化程度高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，用于汽车压铸件的尺寸测量系统示意图。
附图中，1-宽体平行光源，2-光源接收装置，3-圆形镂空旋转台，4-圆环机构，5-处理器系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施提供一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统，如图1，所述尺寸测量系统包括圆形镂空旋转台，所述圆形镂空旋转台周围设有圆环机构，所述圆环机构的内圆用于放置圆形镂空旋转台，所述圆形机构环上相对于镂空旋转台的中心对称设置有宽体平行光源及光源接收装置，与光源接收装置连接的处理器系统；所述圆形镂空旋转台由方位旋转机构及Z轴旋转机构组成，所述处理器系统用于处理所述光源接收装置输出的光图像数据，进行汽车压铸件尺寸计算，并用于控制所述圆形镂空旋转台及宽体平行光源。
本实施例的工作流程：本实施例首先将汽车压铸件放在圆心上的圆形镂空旋转台，相对于圆心对称设有光源发射和接收装置，开启光源，光源接收装置接收图像，完成反馈给处理器系统。处理器系统控制圆形镂空旋转台进行方位旋转，并实时持续采集图像数据。方位采集完后，控制圆形镂空旋转台对Z轴进行调整，后重复方位角的图像采集。进行立体方位的全方位采集后。处理器系统通过整合所有图像数据，并对黑白色进行反色，然后将黑色的图像抠出，黑色图像为汽车压铸件尺寸外形。通过对该黑色图像进行后处理检测，能够计算出汽车压铸件尺寸。本实施例实现了无接触式的汽车压铸件尺寸检测，并能够自动控制流程及提高测试效率。
优选地，所述圆形机构上平面低于所述圆形镂空旋转台上平面。通过将旋转平面高于固定光源平面，能够更加全面的采集图像，提高检测精度。
优选地，所述对称设置的宽体平行光源及光源接收装置分别为2个。通过设置多个对称的光源发射与接收对，能够消除误差，提高检测精度。
具体地，所述宽体平行光源包括光源，与光源对应设置的扩束准直透镜，与扩束准直透镜对应设置的起偏器。
优选地，所述方位旋转机构包括蜗轮蜗杆旋转装置。使用蜗轮蜗杆旋转装置能够减少震动，提高检测精度。
具体地，所处理器系统包括存储介质，处理器，所述存储介质储存有数据处理程序，所述处理器用于执行所述数据处理程序，用于执行以下步骤：
(1)接收所述光源接收装置输出的光图像数据；
(2)将步骤(1)所述光图像数据进行黑白反向处理，对黑色图像进行抠图处理；
(3)将步骤(2)所述抠图结果进行直线检测，圆心检测，进行尺寸检测。
其中，所述步骤(3)中直线检测包括采用Hough变换直线检测方法检测所述抠图结果，包括：
(A)建立参数化直线方程：
xcosθ+ysinθ＝ρ，
(B)设置量化间隔，将θ于ρ取值范围离散化为至少一个区间，ρ的取值范围由图像矩形的顶点到圆点的距离相关；
(C)构造θ-ρ参数空间，将θ-ρ参数空间离散化为二维网格，对离散化参数对应的(θi，ρj)设置一个计数器；
(D)根据所述参数化直线方程进行特征点对θ-ρ参数空间投票，当所有特征点完成对θ-ρ参数空间投票后，寻找出θ-ρ参数空间中计数器值大于阀值T的局部放大点即为对应的直线参数对，定义HT为无噪图像中的直线。
具体地，所述特征点对参数空间投票包括：
对图像中的每个特征点(x0，y0)，遍历所有离散θ值，根据所述参数化直线方程计算每个θi对应的ρ值及相应的离散区间ρi，计数器(θi，ρj)值加1
其中，θ表示直线的法线，0°≤θ＜180°，ρ为圆点到直线的距离，ρ单位为像素，
其中，所述圆心检测包括：
(A)对抠图结果进行边缘检测和二值化；
(B)沿梯度方向搜索各边缘点对应参数空间中的可能圆心点；
(C)取θ-ρ参数空间中各累加器的峰值对应的参数作为冲压件上圆心
本实施例通过对汽车冲压件的尺寸进行测量，主要包括直线及圆心定位。，利用合理的图像采集、图像处理、边缘检测、几何要素定位方法，实现了冲压件尺寸的非接触式快速测量。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (9)

1.一种用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于，所述尺寸测量系统包括圆形镂空旋转台，所述圆形镂空旋转台周围设有圆环机构，所述圆环机构的内圆用于放置圆形镂空旋转台，所述圆形机构环上相对于镂空旋转台的中心对称设置有宽体平行光源及光源接收装置，与光源接收装置连接的处理器系统；
所述圆形镂空旋转台由方位旋转机构及Z轴旋转机构组成，
所述处理器系统用于处理所述光源接收装置输出的光图像数据，进行汽车压铸件尺寸计算，并用于控制所述圆形镂空旋转台及宽体平行光源。
2.根据权利要求1所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所述圆形机构上平面低于所述圆形镂空旋转台上平面。
3.根据权利要求1所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所述对称设置的宽体平行光源及光源接收装置分别为2个。
4.根据权利要求1-3任一所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所述宽体平行光源包括光源，与光源对应设置的扩束准直透镜，与扩束准直透镜对应设置的起偏器。
5.根据权利要求4所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所述方位旋转机构包括蜗轮蜗杆旋转装置。
6.根据权利要求4所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所处理器系统包括存储介质，处理器，所述存储介质储存有数据处理程序，所述处理器用于执行所述数据处理程序，用于执行以下步骤：
(1)接收所述光源接收装置输出的光图像数据；
(2)将步骤(1)所述光图像数据进行黑白反向处理，对黑色图像进行抠图处理；
(3)将步骤(2)所述抠图结果进行直线检测，圆心检测，进行尺寸检测。
7.根据权利要求4所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所述步骤(3)中直线检测包括采用Hough变换直线检测方法检测所述抠图结果，包括：
(A)建立参数化直线方程：
xcosθ+ysinθ＝ρ，
(B)设置量化间隔，将θ于ρ取值范围离散化为至少一个区间，ρ的取值范围由图像矩形的顶点到圆点的距离相关；
(C)构造θ-ρ参数空间，将θ-ρ参数空间离散化为二维网格，对离散化参数对应的(θi，ρj)设置一个计数器；
(D)根据所述参数化直线方程进行特征点对θ-ρ参数空间投票，当所有特征点完成对θ-ρ参数空间投票后，寻找出θ-ρ参数空间中计数器值大于阀值T的局部放大点即为对应的直线参数对，定义HT为无噪图像中的直线。
8.根据权利要求7所述的应用于汽车冲压件的测量系统，其特征在于：所述特征点对参数空间投票包括：
对图像中的每个特征点(x0，y0)，遍历所有离散θ值，根据所述参数化直线方程计算每个θi对应的ρ值及相应的离散区间ρi，计数器(θi，ρj)值加1
其中，θ表示直线的法线，0°≤θ＜180°，ρ为圆点到直线的距离，ρ单位为像素。
9.根据权利要求7所述的用于汽车压铸件的尺寸测量系统，其特征在于：所述圆心检测包括：
(A)对抠图结果进行边缘检测和二值化；
(B)沿梯度方向搜索各边缘点对应参数空间中的可能圆心点；
(C)取θ-ρ参数空间中各累加器的峰值对应的参数作为冲压件上圆心。
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