CN109506573A - 一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，包括测量台架和控制台；测量台架包括测量平台、安装支架、摄像头和漫散射光源组；摄像头用于拍摄被测零部件图像；漫散射光源组用于对被测零部件进行照明；安装支架顶部沿其纵向中心轴向安装有滑轨，其侧面安装有标尺，标定块安装在滑轨上，并可在滑轨上移动，且可在滑轨任意处锁止；控制台包括控制台壳体、计算机、电源和数据采集板；电源用于对计算机、摄像头和漫散射光源组供电；计算机用于对摄像头拍摄的图像进行处理和分析，得到被测零部件的尺寸，并输出尺寸数据，完成检测过程。本发明可避免因测量工具和测量人员测量时引入外力对零部件作用产生变形而引起的测量误差。

Description

一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置。

背景技术

对于形状复杂，尺寸多样的零部件，通过人工对其各尺寸进行测量，判定是否存在超差是件繁琐，费时、费力的工作，不仅会耗费很多工时，还会增加大量的成本，对职工和企业都是很大的负担。

并且对于刚度较低的零部件，由于人工检测是接触式的，测量人员操作测量工具时用力，使测量工具的重力和测量操作人员的操作力作用于待测零部件上，容易引起零部件的局部变形，从而引入测量误差。对测量结果的准确性产生影响。

另外由于每个测量操作人员在操作测量工具时用力多不相同，且同一个测量操作人员每次测量，其操作力也有较大的随机性，致使由操作人员操作力引起的测量误差具有很强的随机性，无法消除次随机误差。

因此，对于在生产线上大量零部件尺寸的测量，人工检测方法是行不通的，而通过靠模检测，随着检测次数的增加，靠模同样会随机磨损，使检测产生偏差，同时，靠模损耗也会增加成本。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，所述装置包括测量台架和控制台；

其中，所述测量台架包括测量平台、安装支架、标尺、标定块、摄像头以及漫散射光源组；其中，所述测量平台为被测零部件的承载体，所述安装支架安装在所述测量平台上；所述摄像头通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架的正面，用于拍摄被测零部件的图像；所述漫散射光源组通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架上，用于对被测零部件进行照明，保证被测零部件所有几何构型可完整准确地被所述摄像头拍摄到；

此外，所述安装支架的顶部沿其纵向中心轴向安装有滑轨，所述标尺安装在所述滑轨的侧面，所述标定块安装在所述滑轨上，所述标定块可在所述滑轨上移动，并在所述滑轨的任意位置锁止；

所述控制台包括控制台壳体和设置在所述控制台壳体中的计算机、电源以及数据采集板；其中，所述电源用于对所述计算机、所述摄像头以及所述漫散射光源组供电；所述数据采集板用于将所述摄像头拍摄的图像传输到所述计算机中；所述计算机用于对接收到的图像进行处理和分析，得到被测零部件的尺寸，并输出尺寸数据，完成检测过程。

进一步地，所述电源还用于接收所述计算机发出的控制信号，控制输出到所述漫散射光源组的功率，从而控制所述漫散射光源组的亮度。

进一步地，所述漫散射光源组包括至少四个漫散射光源，其分别通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架的正面、顶面和两个侧面。

进一步地，所述测量平台为钢制平台。

进一步地，安装支架为通过连接件和铝型材组装而成的刚性骨架结构。

进一步地，所述安装支架通过螺栓固定在所述测量平台上。

本发明通过光学成像系统将图像处理技术与测量技术融合在一起，从而构成了一种高端快速的零部件尺寸及部分形位工差的检测装置；该检测装置适用于所有具备稳定尺寸的各种材质的零部件的尺寸快速测量。且由于本发明的检测装置是一种非接触式检测装置，因此不会对零部件表面产生影响，同时有效避免了刚度较低的零部件因测量工具和测量人员测量时引入外力对零部件作用产生变形而引起的测量误差。本发明采用在线检测的方式，可减少人为误差，提高检测效率及精度，同时降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的测量台架正视图；

图2为本发明实施例提供的测量台架后视图；

图3为通过控制台进行图像处理和分析的流程图。

附图标记说明：

1：测量平台，2：安装支架，3：摄像头，4：漫散射光源，5：滑轨，

6：标尺，7：标定块，8：被测零部件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本实施例提供一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，所述装置包括测量台架和控制台；

其中，所述测量台架包括测量平台1、安装支架2、标尺6、标定块7、摄像头3以及漫散射光源组；其中，所述测量平台1为钢制平台；安装支架2为通过连接件和铝型材组装而成的刚性骨架结构；且安装支架2通过螺栓固定在所述测量平台1上。

所述测量平台1为被测零部件8的承载体，所述安装支架2安装在测量平台1上；摄像头3通过可夹紧旋转支座安装于安装支架2的正面，用于拍摄被测零部件8的图像，且摄像头3可旋转，以保证适应各种尺寸规格的被测零部件。漫散射光源组包括至少四个漫散射光源4，其分别通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架2的正面、顶面和两个侧面，松开加紧机构，漫散射光源4可灵活转动，拧紧夹紧机构，漫散射光源4可靠定位于设定的方向，其用于对被测零部件8进行照明，通过调整漫散射光源4的亮度及方向，可使被测零部件8被充分照明，同时不会在摄像头3方向产生明亮的反光区域，从而保证被测零部件8所有几何构型可完整准确地被所述摄像头3拍摄到；

此外，所述安装支架2的顶部沿其纵向中心轴向安装有滑轨5，所述标尺6安装在所述滑轨5的侧面，所述标定块7安装在所述滑轨5上，所述标定块7可在所述滑轨5上移动，并在所述滑轨5的任意位置锁止；

所述控制台包括控制台壳体和设置在所述控制台壳体中的计算机、电源以及数据采集板；其中，所述电源用于对所述计算机、所述摄像头3以及所述漫散射光源组供电，同时该电源还用于接收所述计算机发出的控制信号，控制输出到所述漫散射光源组的功率，从而控制所述漫散射光源组的亮度。所述数据采集板用于将所述摄像头3拍摄的图像传输到所述计算机中；所述计算机用于对接收到的图像进行处理和分析，得到被测零部件的尺寸，并输出尺寸数据，完成检测过程，其处理和分析如图3所示，依次包括以下步骤：

步骤一、获得摄像头拍摄的视频数据；

步骤二、对视频数据进行解码，获得图像帧；

步骤三、对图像帧进行滤波；

步骤四、对图像帧进行增强处理；

步骤五、设定阀值；

步骤六、提取边界，获得边界线；

步骤七、计算，获取尺寸。

上述检测过程的精度为：

横向精度：a＝L*tg(∝)/m

纵向精度：b＝L*tg(α)/n

其中：L--------标尺读数，α-------摄像头视场角，m------摄像头横向有效像素数，n--------摄像头纵向有效像素数。

测量时，将被测零部件8稳定放置于测量平台1上。标尺6固定于滑轨5侧面，作为在滑轨5中移动的标定块7定位之用，通过标尺6的读数，确定标定块7到摄像头3的距离，此参数作为快速测量的重要参数输入控制柜中的计算机内。通过控制台控制漫散射光源组，使光源组对被测零部件8进行照明，摄像头3经过对标定块7进行拍摄，将图像传进控制台计算机中，该计算机经过图像处理结算软件，结合标尺6读数，完成整个测量系统的定标和校准，完成定标和校准后，测量设备即可对被测零部件8所有可见尺寸进行测量，并在50毫秒内得出所有尺寸值。

本发明通过光学成像系统将图像处理技术与测量技术融合在一起，从而构成了一种高端快速的零部件尺寸及部分形位工差的检测装置；该检测装置适用于所有具备稳定尺寸的各种材质的零部件的尺寸快速测量。且由于本发明的检测装置是一种非接触式检测装置，因此不会对零部件表面产生影响，同时有效避免了刚度较低的零部件因测量工具和测量人员测量时引入外力对零部件作用产生变形而引起的测量误差。本发明采用在线检测的方式，可减少人为误差，提高检测效率及精度，同时降低成本。

此外，需要说明的是，本发明实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，其特征在于，所述装置包括测量台架和控制台；

其中，所述测量台架包括测量平台、安装支架、标尺、标定块、摄像头以及漫散射光源组；其中，所述测量平台为被测零部件的承载体，所述安装支架安装在所述测量平台上；所述摄像头通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架的正面，用于拍摄被测零部件的图像；所述漫散射光源组通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架上，用于对被测零部件进行照明，保证被测零部件所有几何构型可完整准确地被所述摄像头拍摄到；

此外，所述安装支架的顶部沿其纵向中心轴向安装有滑轨，所述标尺安装在所述滑轨的侧面，所述标定块安装在所述滑轨上，所述标定块可在所述滑轨上移动，并在所述滑轨的任意位置锁止；

所述控制台包括控制台壳体和设置在所述控制台壳体中的计算机、电源以及数据采集板；其中，所述电源用于对所述计算机、所述摄像头以及所述漫散射光源组供电；所述数据采集板用于将所述摄像头拍摄的图像传输到所述计算机中；所述计算机用于对接收到的图像进行处理和分析，得到被测零部件的尺寸，并输出尺寸数据，完成检测过程。

2.如权利要求1所述的利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，其特征在于，所述电源还用于接收所述计算机发出的控制信号，控制输出到所述漫散射光源组的功率，从而控制所述漫散射光源组的亮度。

3.如权利要求1所述的利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，其特征在于，所述漫散射光源组包括至少四个漫散射光源，其分别通过可夹紧旋转支座安装于所述安装支架的正面、顶面和两个侧面。

4.如权利要求1所述的利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，其特征在于，所述测量平台为钢制平台。

5.如权利要求4所述的利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，其特征在于，所述安装支架为通过连接件和铝型材组装而成的刚性骨架结构。

6.如权利要求5所述的利用图像识别方法快速对零部件进行检测的装置，其特征在于，所述安装支架通过螺栓固定在所述测量平台上。