CN112150539A - 一种基于双相机的链条节距检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双相机的链条节距检测装置及方法。传输导轨的侧方有链条，传输导轨平行于链条，链条的端部连接拉紧装置，龙门支架底部嵌装在传输导轨上并沿传输导轨移动，龙门支架侧面安装有节距调节导轨并套装两个滑块，滑块上装有相机，龙门支架底部侧面通过光源支架安装有条形光源，条形光源位于链条的侧方，两个相机位于链条的正上方并朝下拍摄链条的链节销轴；方法分为双相机标定、计算像素代表实际大小、统一双相机图像坐标系、链节销轴边缘直线拟合和节距计算的步骤。本发明使用双相机实现了链条节距的非接触测量，使用自动传输与双相机图像处理方法实现自动化，操作简单，稳定性高，提高了链条节距检测的效率。

Description

一种基于双相机的链条节距检测装置及方法

技术领域

本发明涉及了一种检测装置和检测方法，尤其是涉及了一种基于双相机的链条节距检测装置和检测方法。

背景技术

链条是一种重要的机械基础产品，由于兼有齿轮传动和带传动的特点，在农业机械、汽车、石油化工、冶金矿山及纺织造纸等领域都得到了广泛应用。目前我国年产链条数以万计，已是世界上的链条生产和出口的大国。因此，在链条制造的过程中，对其性能以及关键参数进行快速、准确的自动化检测，在提升产品生产效率、产品质量方面意义重大。

链条节距是链条最重要的尺寸参数，它直接关系到链条和链轮的啮合状态，从而对链传动性能产生重要影响。链条节距通常指链节销轴之间的中心距离，两相邻销轴轴线间的距离。目前大部分节距通过人工读数方式进行检测，具体为首先使用张力装置将链条拉紧，待链条稳定后，再用卡尺进行测量。这种人工读数方法效率低下，操作繁琐，长时间工作人员易疲劳，检测结果受人为主观因素影响较强，精度难以保证。

中国专利申请公布号CN105180773A，申请公布日2015年12月23日，名称为“一种链条节距长度测量设备”的发明专利申请，公开了一种链条节距长度测量设备。该设备采用垂直测量的方法，利用链条自重来实现长度拉伸。该专利主要解决了在节距测量过程中传统平铺方式因无外力张紧而出现的“虚塌”现象。关键的节距测量还是需要通过读取标尺的刻度来完成，测量过程依然依靠人工读数。

中国专利授权公布号CN104526461B，申请公布日2016年11月09日，名称为“一种测试链式刀库中链条节距变化的装置”的发明专利授权，公开了一种基于磁栅尺的技术，应用在数控机床链式刀库的链条节距测量上，并实现数据自动上传功能。该专利使用两个磁栅尺读数头，在链条节距发生变化时，利用两个读数头的数据，计算出节距发生相对变化的具体差值。该专利并没有提出链节节距的绝对值测量方案。

因此，现有的节距测量手段中，主要还是通过标尺人工读数、接触式手段来实现节距的测量，这种测量手段自动化程度低，检测过程繁琐，人工作业量大，检测效率低下。

发明内容

为了解决现有链条节距参数只能通过人工读数测量，操作不便、自动化程度低等技术问题，本发明提供了一种基于双相机的链条节距检测装置及方法。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种基于双相机的链条节距检测装置：

检测装置主要由链条、链节销轴、远心镜头、相机、条形光源、光源支架、拉紧装置、传输导轨、龙门支架、滑块和节距调节导轨构成；传输导轨的侧方有链条，传输导轨平行于链条，链条的端部连接拉紧装置，龙门支架底部嵌装在传输导轨上并沿传输导轨移动，龙门支架侧面安装有节距调节导轨，节距调节导轨上套装有两个滑块，每个滑块上均安装有一个相机，每个相机的镜头采用远心镜头，龙门支架底部侧面通过光源支架安装有条形光源，条形光源位于链条的侧方，两个相机位于链条的正上方并朝下拍摄链条的链节销轴。

所述的节距调节导轨上的两个滑块中，一个为固定滑块，另一个是移动滑块，移动滑块沿节距调节导轨移动。

所述的传输导轨上安装多个用于检测链节销轴是否到位的限位开关。

二、一种双相机的链条节距检测方法：通过上述装置的双相机对链节销轴拍照获得图像，通过图像分析处理获得链条节距的检测结果，具体为：

S1、使用方形棋盘格标定板对左右两个相机的位置和内部参数进行标定，通过标定统一两个相机的坐标系，并获得相机之间的相对距离以及每个相机的单像素对应世界坐标系的实际距离；

S2、安装被检链条，并将被检链条拉紧，使得被检链条保持张紧状态；

S3、带动龙门支架在传输导轨上移动，利用限位传感器探测被检链条的链节销轴位置，待两个相邻的链节销轴分别在左右两个相机的视野中，移动停止，打开光源，启动左右两个相机在同一时刻分别对两个链节销轴进行拍摄获得两张链节销轴照片；

S4、对两张链节销轴照片进行图像处理，获得角度信息和两个相邻的链节销轴之间的节距；

S5、关闭光源，带动龙门支架在传输导轨上移动，移动至下一个两个相邻链节销轴的检测位置，重复步骤S4～S5直至检测完成，输出检测结果。

所述的方法的图像处理过程如下：

1)双相机标定

1.1)计算像素代表实际大小

在左右两个相机正下方放置方形棋盘格标定板，方形棋盘格标定板大小同时覆盖两个相机的拍照视野，调节方形棋盘格标定板和镜头的相对高度，使得两个相机均清晰拍摄到方形棋盘格标定板的黑白相间棋盘格；

左相机拍摄到的图像通过图像处理获得相邻两个棋盘格角点分别记为p₁,p₂，在图像坐标系中的坐标分别为(c₁,r₁),(c₂,r₂)；右相机拍摄到的图像通过图像处理获得相邻两个棋盘格角点分别记为p₃,p₄，在图像坐标系中的坐标分别为(c₃,r₃),(c₄,r₄)；

采用以下公式计算获得左右相机所拍摄的图像中每个像素的世界坐标系实际尺寸大小w₁,w₂：

其中，U表示方形棋盘格标定板的单格边长；

1.2)统一双相机图像坐标系

然后分别处理获得左相机对应的相邻角点p₁和角点p₂之间的线段p₁p₂和右相机对应的相邻角点p₃和角点p₄之间的线段p₃p₄；

2)链节销轴边缘直线拟合

左右两个相机拍摄得到两张链节销轴图像后，先对链节销轴图像进行中值滤波处理；然后使用灰度阈值分割定位出链节销轴图像中的链节销轴所在的圆柱体区域；最后对圆柱体区域的左右侧边缘进行采样：

在链节销轴所在的圆柱体区域所在图像的左侧和右侧，均分别从上往下、从左往右进行像素扫描，扫描间隔固定，当遇到相邻两个像素点的灰度值从亮到暗或者从暗到亮的变化超过预设亮度差阈值时，记录下相邻两个像素点，并以其中较暗的一个像素点作为边缘像素点，这样分别得到左右侧的两组边缘像素点坐标；

对每组边缘像素点坐标使用随机抽样一致的方法进行直线拟合，分别得到左右两侧的边缘拟合直线段，并记录左相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s1,r_s1)，结束点图像坐标为(c_e1,r_e1)；右侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s2,r_s2)，结束点图像坐标为(c_e2,r_e2)；

记右相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s3,r_s3)，结束点图像坐标为(c_e3,r_e3)；右侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s4,r_s4)，结束点图像坐标为(c_e4,r_e4)；

3)节距计算

分别在左相机和右相机拍摄的链节销轴图像中，建立计算获得线段p₁p₂和线段p₃p₄分别到各自的两个链节销轴的中心轴线的交点，并建立直角三角形，直角三角形的斜边a₁a₂长度L，线段p₁p₂和链节销轴的中心轴线的夹角θ以及节距D，节距D为两个链节销轴的中心轴线之间的垂直距离。

6、根据权利要求5所述的一种双相机的链条节距检测方法，其特征在于：

所述3)的节距D具体按照以下过程处理获得：

3.1)计算L

根据以下公式求解获得线段p₁p₂与左相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左、右侧的边缘拟合直线段的交点a_j1和交点a_j2以及线段p₃p₄与右相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左、右侧的边缘拟合直线段的交点a_j3和交点a_j4：

其中，(c_j1,r_j1),(c_j2,r_j2)分别表示交点a_j1和交点a_j2的图像坐标，(c_j3,r_j3),(c_j4,r_j4)分别表示交点a_j3和交点a_j4的图像坐标；

再根据以下公式求解获得线段p₁p₂所在直线与左相机拍摄的链节销轴的中心轴线相交的交点a₁以及线段p₃p₄所在直线与右相机拍摄的链节销轴的中心轴线交于点a₂：

其中，(c_a1,r_a1)表示交点a₁的图像坐标，(c_a2,r_a2)表示交点a₂的图像坐标；

在获得两张链节销轴图像中交点a₁和交点a₂的各自图像坐标后，计算左相机拍摄的链节销轴图像中交点a₁和角点p₁之间的距离L₁，计算右相机拍摄的链节销轴图像中交点a₂和角点p₃的距离L₂，然后按照以下公式计算获得线段a₁a₂在世界坐标系的实际长度L为：

L＝w₁*L₁+S+w₂ L₂

其中，S表示角点p₁到角点p₂在方形棋盘格标定板上的实际距离；

3.2)计算θ

采用以下公式计算获得链节销轴左、右侧边缘拟合直线段在图像坐标系的斜率为k₁,k₂，线段p₁p₂在图像坐标系的斜率为k_p以及线段p₁p₂分别与链节销轴左、右侧边缘拟合直线段之间的夹角θ₁，θ₂：

在计算夹角θ₁，θ₂后，再采用以下公式处理获得线段p₁p₂和链节销轴的中心轴线的夹角θ为：

3.3)计算节距D

当角度θ≥90°时，节距D采用以下公式处理获得：

D＝L*cos(θ-90)

当角度θ＜90°时，节距D采用以下公式处理获得：

D＝L*sin(θ)。

本发明所具有的优点和有益效果是：

本发明使用双相机实现了链条节距的非接触测量，通过传输导轨将双相机移动到待检测链节销轴区域，使得链节销轴成像在相机视野中，使用条形光源侧面打光，照射在链节销轴上，相机正视链节销轴来测量链条节距，操作简单，稳定性高。

本发明使用自动传输与双相机图像处理方法，检测过程实现全自动化，提高了链条节距检测的效率。

附图说明

附图1为链条节距检测装置结构图；

附图2为双相机链条节距测量原理图；

附图3为链节销轴边缘直线拟合过程示意图；

附图4为节距计算过程示意图。

图中：链条(1)、链节销轴(2)、远心镜头(3)、相机(4)、条形光源(5)、光源支架(6)、拉紧装置(7)、传输导轨(8)、龙门支架(9)、滑块(10)、节距调节导轨(11)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，具体实施的检测装置主要由链条1、链节销轴2、远心镜头3、相机4、条形光源5、光源支架6、拉紧装置7、传输导轨8、龙门支架9、滑块10和节距调节导轨11构成；传输导轨8的侧方有链条1，传输导轨8平行于链条1，链条1的端部连接拉紧装置7，拉紧装置7用于将链条1进行拉紧，龙门支架9底部嵌装在传输导轨8上并沿传输导轨8移动，龙门支架9由电机带动在传输导轨8上进行水平移动；龙门支架9侧面安装有节距调节导轨11，节距调节导轨11上套装有两个滑块(10)，每个滑块上均安装有一个相机4，两个相机4分别通过各自的滑块10安装在节距调节导轨11上，每个相机4的镜头采用远心镜头3，龙门支架9底部侧面通过光源支架6安装有条形光源5，条形光源5位于链条1的侧方，条形光源5发出光束水平照射链条1，两个相机4位于链条1的正上方并朝下拍摄链条1的链节销轴2。

节距调节导轨11上的两个滑块中，一个为固定滑块，另一个是移动滑块，移动滑块沿节距调节导轨11移动，两个滑块组合形成可调节节距测量的双相机测量系统。

传输导轨8上安装多个用于检测链节销轴2是否到位的限位开关。电机带动整个龙门支架在传输导轨上水平运动，待限位开关检测到被检链条链节销轴后停止，这时启动两个相机对两相邻链节销轴拍照并进行图像处理从而得到节距。

具体实施中，左右两个相机的型号相同，且使用相同型号的远心镜头3。

本发明的实施例及其实施过程如下：

通过上述装置的双相机对链节销轴拍照获得图像，通过图像分析处理获得链条节距的检测结果，具体为：

S1、使用方形棋盘格标定板对左右两个相机的位置和内部参数进行标定，通过标定统一两个相机的坐标系，并获得相机之间的相对距离以及每个相机的单像素对应世界坐标系距离；

S2、安装被检链条，并利用电动机构将被检链条拉紧，使得被检链条保持张紧状态；

S3、启动电机，带动龙门支架在传输导轨上移动，利用限位传感器探测被检链条的链节销轴位置，待两个相邻的链节销轴分别在左右两个相机的视野中，移动停止，打开光源，启动左右两个相机在同一时刻分别对两个链节销轴进行拍摄获得两张链节销轴图像；

S4、对同时刻拍摄的两张链节销轴图像进行图像处理，获得角度信息和两个相邻的链节销轴之间的节距；

S5、关闭光源，启动电机，带动龙门支架在传输导轨上移动，移动至下一个两个相邻链节销轴的检测位置，重复步骤4)～5)直至检测完成，输出检测结果。

上述步骤S1和S4涉及采集图像和图像处理过程如下：

1)双相机标定

1.1)计算像素代表实际大小

在左右两个相机正下方放置方形棋盘格标定板，方形棋盘格标定板大小同时覆盖两个相机的拍照视野，调节方形棋盘格标定板和镜头的相对高度，使得两个相机均清晰拍摄到方形棋盘格标定板的黑白相间棋盘格；

左相机拍摄到的图像通过图像处理获得标记的相邻两个棋盘格角点分别记为p₁,p₂，在图像坐标系中的坐标分别为(c₁,r₁),(c₂,r₂)；右相机拍摄到的图像通过图像处理获得标记的相邻两个棋盘格角点分别记为p₃,p₄，在图像坐标系中的坐标分别为(c₃,r₃),(c₄,r₄)；c、r分别表示图像坐标系的横纵坐标。

采用以下公式计算获得左右相机所拍摄的图像中每个像素的世界坐标系实际尺寸大小w₁,w₂：

其中，U表示方形棋盘格标定板的单格边长；

1.2)统一双相机图像坐标系

如图2所示，然后分别处理获得左相机对应的相邻角点p₁和角点p₂之间的线段p₁p₂和右相机对应的相邻角点p₃和角点p₄之间的线段p₃p₄；

后续利用线段p₁p₂和线段p₃p₄世界坐标系中进行处理并再尺寸统一；

左相机拍摄到的线段p₁p₂和右相机拍摄到的线段p₃p₄在世界坐标系中表征的是标定板的同一条直线。因此，分别记下它们端点在左右相机的图像坐标(c₁,r₁),(c₂,r₂),(c₃,r₃),(c₄,r₄)，在以后的计算中，以此作为基准，将图像坐标系统一到世界坐标系中。

实际检测中左右两个相机在滑块的安装位置做不到理论上的完全垂直向下，可能分别会有一定的角度倾斜，这会导致两个相机的图像坐标系和世界坐标系不一致。在图2中标识的矩形框的区域表示两个相机的实际视野，可以看出和世界坐标系中有一定的角度。本发明通过上述处理能克服左右两个相机在滑块的安装位置并不对齐，使得安装角度倾斜后误差修正处理。

2)链节销轴边缘直线拟合

左右两个相机拍摄得到两张链节销轴图像后，链节销轴图像中的链节销轴为实心圆柱体，其余背景区域为白色。先对链节销轴图像进行中值滤波处理，去除噪声点；然后使用灰度阈值分割定位出链节销轴所在的圆柱体区域；最后对圆柱体区域的左右侧边缘进行采样：

在链节销轴所在的圆柱体区域的左侧和右侧，均分别从上往下、从左往右进行像素扫描，扫描间隔固定，当遇到某一个边缘像素点的灰度值从亮到暗或者从暗到亮的变化超过预设亮度差阈值时，记录下该像素点坐标，这样分别得到左右侧的两组边缘像素点坐标；

如图3所示，对每组边缘像素点坐标使用随机抽样一致的方法进行直线拟合，分别得到左右两侧的边缘拟合直线段，并记录左相机拍摄的链节销轴左侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s1,r_s1)，结束点图像坐标为(c_e1,r_e1)；右侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s2,r_s2)，结束点图像坐标为(c_e2,r_e2)；

记右相机拍摄的链节销轴左侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s3,r_s3)，结束点图像坐标为(c_e3,r_e3)；右侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s4,r_s4)，结束点图像坐标为(c_e4,r_e4)；

3)节距计算

如图4所示，分别在左相机和右相机拍摄的链节销轴图像中，计算获得线段p₁p₂和线段p₃p₄分别到各自的两个链节销轴的中心轴线的交点，并根据交点建立直角三角形a₁b₂a₂。直角三角形a₁b₂a₂的斜边a₁a₂长度L，线段p₁p₂和链节销轴的中心轴线的夹角θ以及节距D，节距D为两个链节销轴的中心轴线之间的垂直距离，即线段a₁b₂的长度为节距D。

在图2中，线段a₁b₂是本发明计算的链条节距，从图中可以看出，a₁b₂a₂构成了直角三角形。

4、根据权利要求3一种双相机的链条节距检测方法，其特征在于：

3)的节距D具体按照以下过程处理获得：

3.1)计算L

从图2中可以看出，

根据以下公式求解获得线段p₁p₂与左相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左、右侧的边缘拟合直线段的交点a_j1和交点a_j2以及线段p₃p₄与右相机拍摄的链节销轴照片中链节销轴左、右侧的边缘拟合直线段的交点a_j3和交点a_j4：

其中，(c_j1,r_j1),(c_j2,r_j2)分别表示交点a_j1和交点a_j2的图像坐标，(c_j3,r_j3),(c_j4,r_j4)分别表示交点a_j3和交点a_j4的图像坐标；

再根据以下公式求解获得线段p₁p₂所在直线与左相机拍摄的链节销轴的中心轴线相交的交点a₁以及线段p₃p₄所在直线与右相机拍摄的链节销轴的中心轴线交于点a₂：

其中，(c_a1,r_a1)表示交点a₁的图像坐标，(c_a2,r_a2)表示交点a₂的图像坐标；

在获得两张链节销轴图像中交点a₁和交点a₂的各自图像坐标后，计算左相机拍摄的链节销轴图像中交点a₁和角点p₁之间的距离L₁，计算右相机拍摄的链节销轴图像中交点a₂和角点p₃的距离L₂，然后按照以下公式计算获得线段a₁a₂在世界坐标系长度L为：

L＝w₁*L₁+S+w₂ L₂

其中，S表示角点p₁到角点p₂在方形棋盘格标定板上的实际距离，从方形棋盘格标定板的参数中获得；

L₁和L₂有正负号，当交点a₁在角点p₁左侧时距离L₁为正，反之则为负。当交点a₂在角点p₃右侧时距离L₂为正，反之则为负。

3.2)计算θ

采用以下公式计算获得链节销轴左、右侧边缘拟合直线段在图像坐标系的斜率为k₁,k₂，线段p₁p₂在图像坐标系的斜率为k_p以及线段p₁p₂分别与链节销轴左、右侧边缘拟合直线段之间的夹角θ₁，θ₂：

在计算夹角θ₁，θ₂后，再采用以下公式处理获得线段p₁p₂和链节销轴的中心轴线的夹角θ为：

3.3)计算节距D

当角度θ≥90°时，节距D采用以下公式处理获得：

D＝L*cos(θ-90)

当角度θ＜90°时，节距D采用以下公式处理获得：

D=L*sin(θ)

实施例所用1000万像素相机，像元尺寸1.67μm；远心镜头倍率为0.3。对标称410mm节距的链条进行节距测量的重复性实验。具体实验过程为：手动平移、倾斜链条，使得链条位置发生改变，在整个过程中保证两个链节销轴均在两个相机视野中。

每次链条位置改变后，计算链条节距并记录。实验30次，具体数据如下：

表1重复性实验数据

实验数据表明，30次重复性实验，链条节距最小值为410510.4μm，节距最大值为410523.3μm，重复性在12.9μm。本实施例测量重复性在15um以内，基本满足测量精度要求。可见本发明具有其突出显著的技术效果。

Claims (6)

1.一种基于双相机的链条节距检测装置，其特征在于：检测装置主要由链条(1)、链节销轴(2)、远心镜头(3)、相机(4)、条形光源(5)、光源支架(6)、拉紧装置(7)、传输导轨(8)、龙门支架(9)、滑块(10)和节距调节导轨(11)构成；传输导轨(8)的侧方有链条(1)，传输导轨(8)平行于链条(1)，链条(1)的端部连接拉紧装置(7)，龙门支架(9)底部嵌装在传输导轨(8)上并沿传输导轨(8)移动，龙门支架(9)侧面安装有节距调节导轨(11)，节距调节导轨(11)上套装有两个滑块(10)，每个滑块上均安装有一个相机(4)，每个相机(4)的镜头采用远心镜头(3)，龙门支架(9)底部侧面通过光源支架(6)安装有条形光源(5)，条形光源(5)位于链条(1)的侧方，两个相机(4)位于链条(1)的正上方并朝下拍摄链条(1)的链节销轴(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于双相机的链条节距检测装置，其特征在于：所述的节距调节导轨(11)上的两个滑块中，一个为固定滑块，另一个是移动滑块，移动滑块沿节距调节导轨(11)移动。

3.根据权利要求1所述的一种基于双相机的链条节距检测装置，其特征在于：所述的传输导轨(8)上安装多个用于检测链节销轴(2)是否到位的限位开关。

4.应用于权利要求1-3任一所述链条节距检测装置的一种双相机的链条节距检测方法，其特征在于：通过上述装置的双相机对链节销轴拍照获得图像，通过图像分析处理获得链条节距的检测结果，具体为：

S1、使用方形棋盘格标定板对左右两个相机的位置和内部参数进行标定，通过标定统一两个相机的坐标系，并获得相机之间的相对距离以及每个相机的单像素的实际距离；

S2、安装被检链条，并将被检链条拉紧，使得被检链条保持张紧状态；

S3、带动龙门支架在传输导轨上移动，利用限位传感器探测被检链条的链节销轴位置，待两个相邻的链节销轴分别在左右两个相机的视野中，移动停止，打开光源，启动左右两个相机在同一时刻分别对两个链节销轴进行拍摄获得两张链节销轴照片；

S4、对两张链节销轴照片进行图像处理，获得角度信息和两个相邻的链节销轴之间的节距；

S5、关闭光源，带动龙门支架在传输导轨上移动，移动至下一个两个相邻链节销轴的检测位置，重复步骤S4～S5直至检测完成，输出检测结果。

5.根据权利要求4所述的一种双相机的链条节距检测方法，其特征在于：

所述的方法的图像处理过程如下：

1)双相机标定

1.1)计算像素代表实际大小

在左右两个相机正下方放置方形棋盘格标定板，方形棋盘格标定板大小同时覆盖两个相机的拍照视野，调节方形棋盘格标定板和镜头的相对高度，使得两个相机均清晰拍摄到方形棋盘格标定板的黑白相间棋盘格；

左相机拍摄到的图像通过图像处理获得相邻两个棋盘格角点分别记为p₁,p₂，在图像坐标系中的坐标分别为(c₁,r₁),(c₂,r₂)；右相机拍摄到的图像通过图像处理获得相邻两个棋盘格角点分别记为p₃,p₄，在图像坐标系中的坐标分别为(c₃,r₃),(c₄,r₄)；

采用以下公式计算获得左右相机所拍摄的图像中每个像素的实际尺寸大小w₁,w₂：

其中，U表示方形棋盘格标定板的单格边长；

1.2)统一双相机图像坐标系

然后分别处理获得左相机对应的相邻角点p₁和角点p₂之间的线段p₁p₂和右相机对应的相邻角点p₃和角点p₄之间的线段p₃p₄；

2)链节销轴边缘直线拟合

左右两个相机拍摄得到两张链节销轴图像后，先对链节销轴图像进行中值滤波处理；然后使用灰度阈值分割定位出链节销轴图像中的链节销轴所在的圆柱体区域；最后对圆柱体区域的左右侧边缘进行采样：

在链节销轴所在的圆柱体区域所在图像的左侧和右侧，均分别从上往下、从左往右进行像素扫描，扫描间隔固定，当遇到相邻两个像素点的灰度值从亮到暗或者从暗到亮的变化超过预设亮度差阈值时，记录下相邻两个像素点，并以其中较暗的一个像素点作为边缘像素点，这样分别得到左右侧的两组边缘像素点坐标；

对每组边缘像素点坐标使用随机抽样一致的方法进行直线拟合，分别得到左右两侧的边缘拟合直线段，并记录左相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s1,r_s1)，结束点图像坐标为(c_e1,r_e1)；右侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s2,r_s2)，结束点图像坐标为(c_e2,r_e2)；

记右相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s3,r_s3)，结束点图像坐标为(c_e3,r_e3)；右侧的边缘拟合直线段的起始点图像坐标为(c_s4,r_s4)，结束点图像坐标为(c_e4,r_e4)；

3)节距计算

分别在左相机和右相机拍摄的链节销轴图像中，建立计算获得线段p₁p₂和线段p₃p₄分别到各自的两个链节销轴的中心轴线的交点，并建立直角三角形，直角三角形的斜边a₁a₂长度L，线段p₁p₂和链节销轴的中心轴线的夹角θ以及节距D，节距D为两个链节销轴的中心轴线之间的垂直距离。

6.根据权利要求5所述的一种双相机的链条节距检测方法，其特征在于：

所述3)的节距D具体按照以下过程处理获得：

3.1)计算L

根据以下公式求解获得线段p₁p₂与左相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左、右侧的边缘拟合直线段的交点a_j1和交点a_j2以及线段p₃p₄与右相机拍摄的链节销轴图像中链节销轴左、右侧的边缘拟合直线段的交点a_j3和交点a_j4：

其中，(c_j1,r_j1),(c_j2,r_j2)分别表示交点a_j1和交点a_j2的图像坐标，(c_j3,r_j3),(c_j4,r_j4)分别表示交点a_j3和交点a_j4的图像坐标；

再根据以下公式求解获得线段p₁p₂所在直线与左相机拍摄的链节销轴的中心轴线相交的交点a₁以及线段p₃p₄所在直线与右相机拍摄的链节销轴的中心轴线交于点a₂：

其中，(c_a1,r_a1)表示交点a₁的图像坐标，(c_a2,r_a2)表示交点a₂的图像坐标；

在获得两张链节销轴图像中交点a₁和交点a₂的各自图像坐标后，计算左相机拍摄的链节销轴图像中交点a₁和角点p₁之间的距离L₁，计算右相机拍摄的链节销轴图像中交点a₂和角点p₃的距离L₂，然后按照以下公式计算获得线段a₁a₂实际长度L为：

L＝w_1*L₁+S+w₂ L₂

其中，S表示角点p₁到角点p₂在方形棋盘格标定板上的实际距离；

3.2)计算θ

采用以下公式计算获得链节销轴左、右侧边缘拟合直线段在图像坐标系的斜率为k₁,k₂，线段p₁p₂在图像坐标系的斜率为k_p以及线段p₁p₂分别与链节销轴左、右侧边缘拟合直线段之间的夹角θ₁，θ₂：

在计算夹角θ₁，θ₂后，再采用以下公式处理获得线段p₁p₂和链节销轴的中心轴线的夹角θ为：

3.3)计算节距D

当角度θ≥90°时，节距D采用以下公式处理获得：

D＝L*cos(θ-90)

当角度θ＜90°时，节距D采用以下公式处理获得：

D＝L*sin(θ)。

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