CN110686873A - 一种笔记本转轴质量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笔记本转轴质量检测装置及方法。其中，笔记本转轴质量检测装置包括：夹具，其用于固定待测笔记本转轴零件；所述图像采集装置用于采集待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块；所述处理器模块用于处理待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。本发明的笔记本转轴质量检测装置检测速度快、检测精度高、系统成本低且易于维护。

Description

一种笔记本转轴质量检测装置及方法

技术领域

本发明属于笔记本转轴质量检测领域，尤其涉及一种笔记本转轴质量检测装置及方法。

背景技术

笔记本转轴是用于连接笔记本屏幕和笔记本机身的一种零件。其中涡轮和一体轴是笔记本转轴的核心部件。在涡轮和一体轴的生产过程中，需要对涡轮和一体轴进行质量检测。如果用人工来检测，其误差大、效率低。

目前对涡轮和一体轴的角度进行精密测量的方法包括：(1)三次元的方法和(2)标准治具试配方式。其中，(1)采用三次元方法进行检测的优点是精度高，但是其最大的缺点是：检测速度慢，无法对所有键盘进行检测，只能抽检。而且三次元设备的价格很高。(2)标准治具试配方式的优点是，成本比三次元设备降低了不少，而且检测速度可以提高很多，但是其缺点是：速度还不够快，仍然不能满足生产线大批量生产的需求。另外，试配属于接触式测量，多次摩擦会使治具误差大，进而影响检测结果的正确性。因为试配需要人工操作，因此增加了人工成本。

综上所述，亟需一种检测速度快、检测精度高、系统成本低且易于维护的笔记本转轴质量检测装置。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种笔记本转轴质量检测装置，其具有检测速度快、检测精度高、系统成本低且易于维护的效果。

本发明的一种笔记本转轴质量检测装置，包括：

夹具，其用于固定待测笔记本转轴零件；所述图像采集装置用于采集待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块；

所述处理器模块用于处理待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。

其中，待测笔记本转轴零件包括涡轮和一体轴。

处理器模块用于分别处理涡轮和一体轴图像，得到相应涡轮和一体轴的角度，并通过与相应预先设定的标准角度差来分别确定涡轮和一体轴的质量。

本发明的图像采集装置包括数字相机和镜头；

本发明采用数字相机，检测精度高，可以达到0.05°甚至更高；而且检测速度快；另外，还能够实现一边采集图像一边处理，图像处理效率高，即下一帧图像采集和当前帧图像处理可以同步进行。

本发明也可以手动调节数字相机的高度，实现检测更大高度范围的涡轮和一体轴。

进一步的，所述夹具的上方和下方分别设置有顶部光源和背光源，用来为图像采集装置提供光照。

其中，顶部光源可以是LED等固态照明技术，也可以是荧光灯等照明组件。照明可以和照相机连接，也可以和处理器模块连接。顶部光源可以常量，也可以受处理器模块或者数字相机的控制，在需要的打开，不需要的时候关闭。

背光源可以是LED等固态照明技术，也可以是荧光灯等照明组件。照明可以和照相机连接，也可以和处理器模块连接。背光源可以常量，也可以受处理器模块或者数字相机的控制，在需要的打开，不需要的时候关闭。

进一步的，所述处理器模块包括处理器、存储器和接口电路，所述存储器和接口电路均与处理器相连。

进一步的，所述处理器包括涡轮角度计算子模块和一体轴角度计算子模块；

所述涡轮角度计算子模块用于分别处理使用背光源和顶部光源成像而得到的涡轮图像，得到涡轮中间通孔的对称轴和涡轮齿的对称轴位置；计算涡轮中间通孔与涡轮齿的对称轴的夹角，即得到涡轮的角度；

所述一体轴角度计算子模块用于处理使用顶部光源成像而得到的一体轴图像，得到一体轴的基准直线和一体轴齿的对称轴位置；计算一体轴的基准直线与一体轴齿的对称轴的夹角，即得到一体轴的角度。

进一步的，所述处理器模块还用于根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值大小对笔记本转轴零件的质量进行分档归类。

本发明的第二目的是提供一种笔记本转轴质量检测装置的检测方法。

本发明的一种笔记本转轴质量检测装置的检测方法，包括：

步骤1：图像采集装置采集固定于夹具上的待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块；

步骤2：处理器模块处理接收到的待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。

进一步的，该方法还包括在夹具的上方和下方分别设置顶部光源和背光源，来为图像采集装置提供光照，来形成待测笔记本转轴零件相应图像。

进一步的，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：处理器模块处理使用背光源和顶部光源成像而得到的涡轮图像，得到涡轮中间通孔的对称轴和涡轮齿的对称轴位置；计算涡轮中间通孔与涡轮齿的对称轴的夹角，即得到涡轮的角度；

步骤2.2：处理器模块处理使用顶部光源成像而得到的一体轴图像，得到一体轴的基准直线和一体轴齿的对称轴位置；计算一体轴的基准直线与一体轴齿的对称轴的夹角，即得到一体轴的角度。

进一步的，所述步骤2.1具体包括：

步骤2.1.1：确定轮中间通孔的对称轴；

步骤2.1.1.1：利用Blob分析和连通域，来定位使用背光源而得到的涡轮图像中的涡轮中间通孔的位置；

步骤2.1.1.2：利用统计矩来计算涡轮中间通孔的中心和主轴方向，确定出检测直线的矩形框位置；

步骤2.1.1.3：最后在矩形框内检测直线，取所有检测直线的平均值，确定出涡轮中间通孔的对称轴；

步骤2.1.2：确定涡轮齿的对称轴；

步骤2.1.2.1：采用软阈值二值化来检测使用顶部光源而得到的涡轮图像中涡轮的外轮廓，再经过连通域分析和统计矩计算涡轮的中心点；

步骤2.1.2.2：采用软阈值二值化和连通域分析得到涡轮齿的所有像素点；

步骤2.1.2.3：以涡轮的中心点为中心，统计涡轮齿的所有齿轮像素点的角度，得到角度直方图，将直方图通过傅里叶变换，得到涡轮齿的总齿数以及齿顶和齿底的位置；找到涡轮中间通孔的对称轴顺时针方向的第一个齿顶，即为涡轮齿的对称轴位置；

步骤2.1.3：涡轮齿的对称轴位置和涡轮中间通孔的对称轴的夹角就是涡轮的角度；

或/和

所述步骤2.2具体包括：

步骤2.2.1：确定一体轴的基准直线；

步骤2.2.1.1：利用Blob分析和连通域，来定位使用顶部光源而得到的一体轴图像中的一体轴位置；

步骤2.2.1.2：利用统计矩来计算一体轴的中心和主轴方向，确定出检测直线的矩形框位置；

步骤2.2.1.3：最后在矩形框内检测直线，取所有检测直线的平均值，确定出一体轴的基准直线；

步骤2.2.2：确定一体轴齿的对称轴；

步骤2.2.2.1：采用软阈值二值化来检测一体轴的外轮廓，再经过连通域分析和统计矩计算一体轴的中心点；

步骤2.2.2.2：采用软阈值二值化和连通域分析得到一体轴齿的所有像素点；

步骤2.2.2.3：以一体轴的中心点为中心，统计一体轴齿的所有齿轮像素点的角度，得到角度直方图，将直方图通过傅里叶变换，得到一体轴齿的总齿数以及齿顶和齿底的位置；找到一体轴的基准直线顺时针方向的第一个齿顶，即为一体轴齿的对称轴位置；

步骤2.2.3：一体轴和一体轴齿的对称轴的夹角就是一体轴的角度。

进一步的，该方法还包括：处理器模块根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值大小对笔记本转轴零件的质量进行分档归类。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的笔记本转轴质量检测装置，利用图像采集装置来采集笔记本转轴图像进行处理，并分别获取笔记本转轴的涡轮和一体轴与相应预设标准角度的相对角度，采用了机器视觉技术，具有成本低、检测精度高、检测速度快、使用方便、系统运行稳定、维护方便的优点，从而在生产过程中减少人工需求以及提高良品率。

(2)本发明实现了自动在线检测和离线检测；而且实现了非接触测量，不会损坏被检测零件。

(3)本发明采用自动化的质量检测方案，能代替人工，降低劳动成本；大幅度提升生产能力，完成了人工无法实现的检测；还避免试配检具的磨损造成的误判，从而提高良品率。

(4)本发明的该检测装置通用性好，可以兼容外径30mm以内涡轮和一体轴，可以兼容高度差异在15mm以内的涡轮和一体轴。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的一种笔记本转轴质量检测装置结构示意图；

图2是笔记本转轴的涡轮示意图；

图3是笔记本转轴的一体轴示意图；

图4是本发明的涡轮角度检测流程图；

图5是本发明的一体轴角度检测流程图；

图6是涡轮背光源成像图；

图7是涡轮顶部光源成像图；

图8是一体轴顶部光源成像图；

图9是一体轴的基准直线局部放大图；

图10是涡轮角度直方图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

术语解释：

Blob是指图像中的具有相似颜色、纹理等特征所组成的一块连通区域。显然，Blob分析其实就是将图像进行二值化，分割得到前景和背景，然后进行连通区域检测，从而得到Blob快的过程

Blob分析是对图像中相同像素的连通域进行分析，该连通域称为Blob。

Blob分析可为机器视觉应用提供图像中的斑点的数量、位置、形状和方向，还可以提供相关斑点间的拓扑结构。

一、笔记本转轴质量检测装置

如图1所示，本实施例的一种笔记本转轴质量检测装置，包括：

夹具1，其用于固定待测笔记本转轴零件2；所述图像采集装置用于采集待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块4；

所述处理器模块4用于处理待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。

其中，待测笔记本转轴零件包括涡轮和一体轴。

处理器模块用于分别处理涡轮和一体轴图像，得到相应涡轮和一体轴的角度，并通过与相应预先设定的标准角度差来分别确定涡轮和一体轴的质量。

具体地，根据不同厂商的生产的笔记本转轴的质量标准不同，笔记本转轴零件与预设标准角度的差值也不同。

例如：涡轮的角度与预设标准角度的角度差在0.5(或0.3)度范围内；

一体轴的角度与预设标准角度的角度差在0.5(或0.3)度范围内。

其中，夹具1用于承载被检测零件。夹具1上可以放置一个或者多个被检测零件。

其中，被检测零件为笔记本转轴的核心部件—如图2所示的涡轮和如图3所示的一体轴。

例如：涡轮的长度为10毫米，内径为4毫米，外径为8毫米。

一体轴的长度为30毫米，外径为6毫米。

本实施例的图像采集装置包括数字相机3-1和镜头3-2；

其中，数字相机3-1的分辨率为500万像素，可以是黑白相机也可以是彩色相机。镜头3-2为一个C接口工业远心镜头。，数字相机3-1的接口为千兆以太网或者USB接口。处理器模块4为PC或者嵌入式处理器。

本实施例采用数字相机，检测精度高，可以达到0.05°甚至更高；而且检测速度快；另外，还能够实现一边采集图像一边处理，图像处理效率高，即下一帧图像采集和当前帧图像处理可以同步进行。

本实施例也可以手动调节数字相机机的高度，实现检测更大高度范围的涡轮和一体轴。

本实施例的数字相机3-1为面阵CCD或者CMOS相机，其作用是对待检测进行拍照。可以是黑白相机，也可以是彩色相机。数字相机3-1机和处理器模块4通过以太网、USB、或者其它接口连接。数字相机3-1和镜头3-2的组合体的高度可以用手动的方式移动。

镜头3-2安装于数字相机3-1上，用于把被检测零件的像成到数字相机感光区域。

在本实施例中，所述夹具1的上方和下方分别设置有顶部光源6和背光源7，用来为图像采集装置提供光照。

其中，顶部光源6可以是LED等固态照明技术，也可以是荧光灯等照明组件。照明可以和照相机连接，也可以和处理器模块连接。顶部光源可以常量，也可以受处理器模块或者数字相机的控制，在需要的打开，不需要的时候关闭。

背光源7可以是LED等固态照明技术，也可以是荧光灯等照明组件。照明可以和照相机连接，也可以和处理器模块连接。背光源可以常量，也可以受处理器模块或者数字相机的控制，在需要的打开，不需要的时候关闭。

在本实施例中，所述处理器模块4包括处理器、存储器和接口电路5，所述存储器和接口电路5均与处理器相连。

在本实施例中，所述处理器包括涡轮角度计算子模块和一体轴角度计算子模块；

所述涡轮角度计算子模块用于分别处理使用背光源和顶部光源成像而得到的涡轮图像，得到涡轮中间通孔的对称轴和涡轮齿的对称轴位置；计算涡轮中间通孔与涡轮齿的对称轴的夹角，即得到涡轮的角度；

所述一体轴角度计算子模块用于处理使用顶部光源成像而得到的一体轴图像，得到一体轴的基准直线和一体轴齿的对称轴位置；计算一体轴的基准直线与一体轴齿的对称轴的夹角，即得到一体轴的角度。

在本实施例中，所述处理器模块还用于根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值大小对笔记本转轴零件的质量进行分档归类。

如图1所示，数字相机3-1、背光源7、顶部光源6、镜头3-2、处理器模块4、夹具1和待测笔记本转轴零件2均设置在支架8上。

接口电路5包含USB接口用于连接鼠标、键盘、U盘等；也包含VGA、HDMI或者DVI用于连接显示器。

本实施例的一种笔记本转轴质量检测装置的软件可分为登录、建模、相机设置、检测和切换用户五部分。

登录是已建立的用户登录系统，用户分为普通用户和管理员用户，两者权限不同，普通用户只能进行检测，管理员用户还可以进行相机设置和建模。登陆之后可以进行用户切换。

建模流程可以分别对涡轮和一体轴进行建模。选定产品类别后，可以通过ROI区域设置、相机参数设置、分档设置和图像处理算法设置四步来完成。设置完成后如果算法测试通过则可以保存模板，用于后续测试。如果算法测试不通过，则返回重新设置ROI、相机参数、分档和/或者算法参数，直至算法测试通过。分档是指对根据实际检测的角度与预先设定角度的偏差大小进行分档归类。

在检测操作中，可以选择已经建好的模板，进入检测界面后，点击“开始检测”的按钮，就可以得到检测结果。

相机设置软件模块中，是对相机增益和曝光时间进行设置，从而得到合适亮度的图像。

本实施例的笔记本转轴质量检测装置，利用图像采集装置来采集笔记本转轴图像进行处理，并分别获取笔记本转轴的涡轮和一体轴与相应预设标准角度的相对角度，采用了机器视觉技术，具有成本低、检测精度高、检测速度快、使用方便、系统运行稳定、维护方便的优点，从而在生产过程中减少人工需求以及提高良品率。

本实施例的该检测装置通用性好，可以兼容外径30mm以内涡轮和一体轴，可以兼容高度差异在15mm以内的涡轮和一体轴。

二、笔记本转轴质量检测装置的检测方法

本实施例的一种笔记本转轴质量检测装置的检测方法，包括：

步骤1：图像采集装置采集固定于夹具上的待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块；

在具体实施中，该方法还包括在夹具的上方和下方分别设置顶部光源和背光源，来为图像采集装置提供光照，来形成待测笔记本转轴零件相应图像。

步骤2：处理器模块处理接收到的待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。

具体地，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：处理器模块处理使用背光源和顶部光源成像而得到的涡轮图像，得到涡轮中间通孔的对称轴和涡轮齿的对称轴位置；计算涡轮中间通孔与涡轮齿的对称轴的夹角，即得到涡轮的角度；

如图4所示，所述步骤2.1具体包括：

步骤2.1.1：确定轮中间通孔的对称轴；

步骤2.1.1.1：利用Blob分析和连通域，来定位使用背光源而得到的如图6所示的涡轮图像的涡轮中间通孔的位置；

具体来说，Blob分析+连通域分析就是通过图像二值化，保留亮度大于阈值的区域，然后将保留的区域分成若干个互相联通的独立区域。

例如在如图6所示的涡轮图像中，用Blob分析可以得到亮度大于预设阈值的部分，剔除黑色部分(也就是涡轮部分)，剩余的区域一部分是背景，另一部分是涡轮的通孔。但是在Blob分析之后，得到的结果只是图像中哪些部分是0，哪些部分是255，为了在剩余的亮度为255的像素中得到哪些像素是属于涡轮通孔的，就需要做连通域分析，才能知道哪些亮度为255的像素是相互连接在一起的，在整幅图中总共有几个这种连接在一起的部分(每个连接在一起的部分叫做一个连通域)。

步骤2.1.1.2：利用统计矩来计算涡轮中间通孔的中心和主轴方向，确定出检测直线的矩形框位置；

接下来，在所有的连通域中，通过计算矩，可以得到每个连通域的面积、圆度、主轴角度等信息。可以计算0到2阶矩m00(0阶矩)、m01,m10(1阶矩)和m02,m20,m11(2阶矩)。其中0阶m00矩代表连通域的面积，m10/m00和m01/m00代表连通域的质心，将连通域看做一个椭圆：

代表椭圆的长轴长度；

代表椭圆的短轴长度；

代表长轴倾角。

通过连通域的面积判断可以知道哪个连通域是通孔，连通域的质心就是通孔的中心，连通域的倾角就是对称轴的近似角度。

步骤2.1.1.3：最后在矩形框内检测直线，取所有检测直线的平均值，确定出涡轮中间通孔的对称轴；

因为在实际测量时，由于涡轮形状的不规则以及放置平台和相机平面不水平，会造成测量角度有较大的误差，所以还需要通过直线检测，求通孔两侧边界对应的直线，将这两条直线角度的平均值，当做是通孔的角度。

检测直线时首先需要确定检测直线的矩形框。在计算矩时已经得到了通孔的中心、长轴长度、短轴长度和倾角，可以很容易确定矩形框位置。

步骤2.1.2：确定涡轮齿的对称轴；

步骤2.1.2.1：采用软阈值二值化来检测使用顶部光源而得到的如图7所示的涡轮图像中涡轮的外轮廓，再经过连通域分析和统计矩计算涡轮的中心点；

这里用软阈值二值化的目的是增强中心点的稳定性。

步骤2.1.2.2：采用软阈值二值化和连通域分析得到涡轮齿的所有像素点；

软阈值二值化和blob相比，对目标的区分更加精确：blob只是逐个像素判断其亮度是否大于阈值。这会导致在某个像素的亮度和阈值相近时，由于噪声干扰，在多次重复拍摄中该像素的亮度会时而大于阈值，时而小于阈值，导致后续连通域的变化。软阈值二值化在判断每个像素是否大于阈值时，不仅考虑该像素本身，而且考虑其周围相邻像素，对其相邻像素取加权平均(这里取的高斯加权)，可以有效抑制噪声干扰。在实际执行时，因为对所有像素都做加权平均会极大地增加处理时间，所以做了加速处理：首先计算blob，然后对该blob进行形态学膨胀，再与原blob相减，可以得到blob的外轮廓。因为受噪声干扰的点主要在blob轮廓附近，所以，只对外轮廓附近的点计算加权平均即可。

步骤2.1.2.3：以涡轮的中心点为中心，统计涡轮齿的所有齿轮像素点的角度，得到角度直方图，将直方图通过傅里叶变换，得到涡轮齿的总齿数以及齿顶和齿底的位置；找到涡轮中间通孔的对称轴顺时针方向的第一个齿顶，即为涡轮齿的对称轴位置；

在计算软阈值后可以得到涡轮的连通域，计算其矩特征可以得到涡轮的中心。在软阈值后可以得到齿轮的连通域，也就得到了所有属于齿轮内部的像素点，计算所有齿轮像素点和涡轮中心的连线的角度，可以得到一个角度直方图。该直方图反应了齿轮的齿数和齿顶的位置。

如图10所示，该直方图有10个波峰，即涡轮有10个齿，波峰的位置对应的就是齿顶的位置。对该直方图做傅里叶变换，可以得到其频域表示。例如上图有10个齿，所以频谱图中的第10次谐波有最大的振幅(不考虑基波)。那么通过振幅分析就可以知道涡轮的齿数。同时通过计算第10次谐波的相位，可以得到第一个波峰处对应的角度。这样第一个波峰的角度和齿数都有了，那么齿间的角度间隔以及所有的齿顶、齿底的角度就都可以计算出来。

步骤2.1.3：涡轮齿的对称轴位置和涡轮中间通孔的对称轴的夹角就是涡轮的角度。

在所有齿顶中(如果是奇数齿也包含齿底)找出其角度满足要求的那个(通孔对称轴顺时针的第一个齿顶或齿底)，它和通孔对称轴的夹角就是涡轮的角度。

步骤2.2：处理器模块处理使用顶部光源成像而得到的一体轴图像，得到一体轴的基准直线和一体轴齿的对称轴位置；计算一体轴的基准直线与一体轴齿的对称轴的夹角，即得到一体轴的角度；

具体地，如图5所示，所述步骤2.2具体包括：

步骤2.2.1：确定一体轴的基准直线；

步骤2.2.1.1：利用Blob分析和连通域，来定位使用顶部光源而得到的如图8所示的一体轴图像中的一体轴位置；

Blob分析的目的是计算目标位置，以便确定直线检测矩形框。这里需要注意的是在检测时，一体轴不可以有旋转，只能有平移，这个通过专用治具可以实现。

步骤2.2.1.2：利用统计矩来计算一体轴的中心和主轴方向，确定出检测直线的矩形框位置；

步骤2.2.1.3：最后在矩形框内检测直线，取所有检测直线的平均值，确定出一体轴的基准直线，如图9所示；

通过blob中心点相对标准位置的平移，可以确定直线检测的矩形框位置，在该位置检测出来的直线就是基准直线。

步骤2.2.2：确定一体轴齿的对称轴；

步骤2.2.2.1：采用软阈值二值化来检测一体轴的外轮廓，再经过连通域分析和统计矩计算一体轴的中心点；

步骤2.2.2.2：采用软阈值二值化和连通域分析得到一体轴齿的所有像素点；

步骤2.2.2.3：以一体轴的中心点为中心，统计一体轴齿的所有齿轮像素点的角度，得到角度直方图，将直方图通过傅里叶变换，得到一体轴齿的总齿数以及齿顶和齿底的位置；找到一体轴的基准直线顺时针方向的第一个齿顶，即为一体轴齿的对称轴位置；

步骤2.2.3：一体轴和一体轴齿的对称轴的夹角就是一体轴的角度。

在另一实施例中，该方法还包括：处理器模块根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值大小对笔记本转轴零件的质量进行分档归类。

本实施例实现了自动在线检测和离线检测；而且实现了非接触测量，不会损坏被检测零件。

本实施例采用自动化的质量检测方案，能代替人工，降低劳动成本；大幅度提升生产能力，完成了人工无法实现的检测；还避免试配检具的磨损造成的误判，从而提高良品率。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种笔记本转轴质量检测装置，其特征在于，包括：

夹具，其用于固定待测笔记本转轴零件；所述图像采集装置用于采集待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块；

所述处理器模块用于处理待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。

2.如权利要求1所述的一种笔记本转轴质量检测装置，其特征在于，所述夹具的上方和下方分别设置有顶部光源和背光源，用来为图像采集装置提供光照。

3.如权利要求2所述的一种笔记本转轴质量检测装置，其特征在于，所述处理器模块包括处理器、存储器和接口电路，所述存储器和接口电路均与处理器相连。

4.如权利要求3所述的一种笔记本转轴质量检测装置，其特征在于，所述处理器包括涡轮角度计算子模块和一体轴角度计算子模块；

所述涡轮角度计算子模块用于分别处理使用背光源和顶部光源成像而得到的涡轮图像，得到涡轮中间通孔的对称轴和涡轮齿的对称轴位置；计算涡轮中间通孔与涡轮齿的对称轴的夹角，即得到涡轮的角度；

所述一体轴角度计算子模块用于处理使用顶部光源成像而得到的一体轴图像，得到一体轴的基准直线和一体轴齿的对称轴位置；计算一体轴的基准直线与一体轴齿的对称轴的夹角，即得到一体轴的角度。

5.如权利要求1所述的一种笔记本转轴质量检测装置，其特征在于，所述处理器模块还用于根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值大小对笔记本转轴零件的质量进行分档归类。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的笔记本转轴质量检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1：图像采集装置采集固定于夹具上的待测笔记本转轴零件图像并传送至处理器模块；

步骤2：处理器模块处理接收到的待测笔记本转轴零件图像，得到待测笔记本转轴零件的角度，进而根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值来确定笔记本转轴零件的质量。

7.如权利要求6所述的笔记本转轴质量检测装置的检测方法，其特征在于，该方法还包括在夹具的上方和下方分别设置顶部光源和背光源，来为图像采集装置提供光照，来形成待测笔记本转轴零件相应图像。

8.如权利要求7所述的笔记本转轴质量检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：处理器模块处理使用背光源和顶部光源成像而得到的涡轮图像，得到涡轮中间通孔的对称轴和涡轮齿的对称轴位置；计算涡轮中间通孔与涡轮齿的对称轴的夹角，即得到涡轮的角度；

步骤2.2：处理器模块处理使用顶部光源成像而得到的一体轴图像，得到一体轴的基准直线和一体轴齿的对称轴位置；计算一体轴的基准直线与一体轴齿的对称轴的夹角，即得到一体轴的角度。

9.如权利要求8所述的笔记本转轴质量检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤2.1具体包括：

步骤2.1.1：确定轮中间通孔的对称轴；

步骤2.1.1.1：利用Blob分析和连通域，来定位使用背光源而得到的涡轮图像中的涡轮中间通孔的位置；

步骤2.1.1.2：利用统计矩来计算涡轮中间通孔的中心和主轴方向，确定出检测直线的矩形框位置；

步骤2.1.1.3：最后在矩形框内检测直线，取所有检测直线的平均值，确定出涡轮中间通孔的对称轴；

步骤2.1.2：确定涡轮齿的对称轴；

步骤2.1.2.1：采用软阈值二值化来检测使用顶部光源而得到的涡轮图像中涡轮的外轮廓，再经过连通域分析和统计矩计算涡轮的中心点；

步骤2.1.2.2：采用软阈值二值化和连通域分析得到涡轮齿的所有像素点；

步骤2.1.2.3：以涡轮的中心点为中心，统计涡轮齿的所有齿轮像素点的角度，得到角度直方图，将直方图通过傅里叶变换，得到涡轮齿的总齿数以及齿顶和齿底的位置；找到涡轮中间通孔的对称轴顺时针方向的第一个齿顶，即为涡轮齿的对称轴位置；

步骤2.1.3：涡轮齿的对称轴位置和涡轮中间通孔的对称轴的夹角就是涡轮的角度；

或/和

所述步骤2.2具体包括：

步骤2.2.1：确定一体轴的基准直线；

步骤2.2.1.1：利用Blob分析和连通域，来定位使用顶部光源而得到的一体轴图像中的一体轴位置；

步骤2.2.1.2：利用统计矩来计算一体轴的中心和主轴方向，确定出检测直线的矩形框位置；

步骤2.2.1.3：最后在矩形框内检测直线，取所有检测直线的平均值，确定出一体轴的基准直线；

步骤2.2.2：确定一体轴齿的对称轴；

步骤2.2.2.1：采用软阈值二值化来检测一体轴的外轮廓，再经过连通域分析和统计矩计算一体轴的中心点；

步骤2.2.2.2：采用软阈值二值化和连通域分析得到一体轴齿的所有像素点；

步骤2.2.2.3：以一体轴的中心点为中心，统计一体轴齿的所有齿轮像素点的角度，得到角度直方图，将直方图通过傅里叶变换，得到一体轴齿的总齿数以及齿顶和齿底的位置；找到一体轴的基准直线顺时针方向的第一个齿顶，即为一体轴齿的对称轴位置；

步骤2.2.3：一体轴和一体轴齿的对称轴的夹角就是一体轴的角度。

10.如权利要求6所述的笔记本转轴质量检测装置的检测方法，其特征在于，该方法还包括：处理器模块根据待测笔记本转轴零件的角度与预先设定标准角度的差值大小对笔记本转轴零件的质量进行分档归类。

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