CN112857216A - 紧固件尺寸合规性检验方法、检测设备、检测系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法、检测设备、检测系统及介质，该方法包括：获取待检验紧固件的投影图像，并从投影图像包含的俯视投影图像中识别出椭圆轮廓线，根据椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定待检验紧固件的轴线相对于水平检验工作台的倾角；根据待检验紧固件的标准参数表，确定俯视投影图像中的待检测俯视尺寸并检测得到尺寸值；根据倾角对待检测俯视尺寸的尺寸值修正，获得待检验紧固件的俯视测量尺寸值；判断俯视测量尺寸值与待检测俯视尺寸在标准参数表中的俯视参考标准值是否匹配，并根据判断结果检验待检验紧固件尺寸的合规性。本发明通过修正来准确高效的测量紧固件尺寸，提高了紧固件尺寸检验的效率。

Description

紧固件尺寸合规性检验方法、检测设备、检测系统及介质

技术领域

本发明涉及检验测量处理技术领域，具体涉及一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法、设备及介质。

背景技术

在现代工业的生产过程中，螺栓、螺柱、螺钉等紧固件是不可或缺的部件，在各行各业都存在大量需求。并且，在一些特殊的高端领域中，对紧固件会有特殊的要求，这就催生了高端紧固件市场。高端紧固件主要面向高端大型复杂的装备产品：如航天、航空、高铁、核电和生命健康等领域。由于要面对不同领域产品，紧固件厂家生成的紧固件品类上万；而高端紧固件需求数量相对有限，单个订单数量较小，企业超过一半的高端订单在200件数量以下，甚至订货数量为个位数的订单占10％以上。但无论是高端紧固件还是非高端紧固件，每一批订单紧固件厂家都需要进行检验，使用单位也会对采购的紧固件筛选和复验。由于紧固件检测的尺寸参数比较多，所以紧固件检验工作量很大，对尺寸测量提出了高精度和动态测量的要求，而传统的人工测量技术难以满足工业生产的要求。

在这种背景下，机器视觉测量检测技术则因其具备非接触、精度高、速度快的优点，成为现代化工业最受欢迎的测量检测技术。与传统的人工测量技术相比，机器视觉测量技术以其高精度和高效率的优势，广泛应用在工件尺寸测量检测中。与传统的人工测量技术相比，机器视觉工件测量技术的主要优势如下：实现了非接触测量，避免了对被测对象的磨损及其它伤害；提高了测量精度，生产中的检测者与被检测者之间没有任何直接接触，有效的降低了外在因素对工件产品的影响，提高了工件测量的精度；该测量检测系统可以长时间、高精度的重复性工件，有效的避免了人工长时间工作导致的低效率和低精度的问题，可以帮助甚至是取代人完成测量工作；具有更好的经济性和适应性，减少了大量的人工检验费用。它可以长时间不知疲倦的完成重复性工作，不仅节约了时间和资金成本，还增加了适应性，方便工业测量应用。

虽然机器视觉检测在现代工业的测量检验中具有无可比拟的优势，但对于紧固件的尺寸测量，仍然面临者严峻的挑战。尤其对于高端紧固件多品种、小批量的产品特点，每一批紧固件的尺寸都不一样。当前无论哪种紧固件，在机器视觉检测时均要保证产品轴线水平，否则就无法准确测量尺寸。但不同的紧固件尺寸不一样，要保证轴线水平非常困难，需要做不同的透明工装支架。而测量过程中需要打光，透明工装支架由于光线折射也会对尺寸测量的准确性产生影响，而且大量的支架无论是在管理和还是在测量的过程中，都会降低紧固件尺寸的自动测量效率。而紧固件尺寸测量的低效率则必然导致紧固件检验效率的降低，因而影响了紧固件光学检测设备的应用。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法、设备及介质，以通过准确高效的测量紧固件尺寸，来提高紧固件尺寸检验的效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

所述紧固件为轴对称部件，且包含头部和从所述头部一端面延伸的杆部，所述头部的直径大于所述杆部的直径；

所述紧固件放置于水平检验工作台进行检验，所述紧固件尺寸合规性检验方法包括：

S100，获取待检验紧固件的投影图像，其中，所述投影图像包括所述待检验紧固件的杆部和头部分别与水平检验工作台接触时形成的俯视投影图像；

S200，从所述俯视投影图像中识别出椭圆轮廓线，并根据所述椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角；

S300，根据所述待检验紧固件的标准参数表，确定所述俯视投影图像中的待检测俯视尺寸，并检测所述待检测俯视尺寸的尺寸值；

S400，根据所述倾角，对所述待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正，获得所述待检验紧固件的俯视测量尺寸值；

S500，判断所述俯视测量尺寸值与所述待检测俯视尺寸在所述标准参数表中的俯视参考标准值是否匹配，并根据判断结果检验所述待检验紧固件尺寸的合规性。

优选地，所述步骤S100中，所述投影图像还包括所述待检验紧固件的头部端面与水平检验工作台接触时形成的端面投影图像，在所述步骤S100之后，所述方法还包括：

S600，根据所述待检验固件的标准参数表，确定所述端面投影图像中的待检测端面尺寸，并检测所述待检测端面尺寸的端面测量尺寸值；

S700，获取所述待检测端面尺寸在所述标准参数表中的端面参考标准值，并判断所述端面测量尺寸值与所述端面参考标准值是否匹配；

S800，若与所述端面参考标准值匹配，则判定所述待检验紧固件的待检测端面尺寸合规；

S900，若与所述端面参考标准值不匹配，则判定所述待检验紧固件的待检测端面尺寸不合规。

优选地，所述俯视参考标准值包括俯视参考尺寸值，以及与所述俯视参考尺寸值对应的俯视参考公差值，所述步骤S500包括：

将所述俯视参考尺寸值和所述俯视参考公差值形成为与所述待检测俯视尺寸对应的参考尺寸区间，并判断所述俯视测量尺寸值是否位于所述参考尺寸区间内；

若所述俯视测量尺寸值位于所述参考尺寸区间内，则生成匹配成功的判断结果，并根据匹配成功的判断结果，判定所述待检验紧固件的所述待检测俯视尺寸合规；

若所述俯视测量尺寸值不位于所述参考尺寸区间内，则生成匹配失败的判断结果，并根据匹配失败的判断结果，判定所述待检验紧固件的待检测俯视尺寸不合规。

优选地，所述步骤S400包括：

根据所述待检测俯视尺寸的类型，将所述倾角转换为与所述类型对应的修正系数；

根据所述修正系数，对所述待检测俯视尺寸的尺寸值进行调整，获得所述待检验紧固件的俯视测量尺寸值。

优选地，在所述步骤S200中，所述根据所述椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角包括：

根据所述长度值和所述宽度值之间的对应关系，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角，所述对应关系为：

θ＝arcsin(R2/R1)；

其中，θ表示倾角，R1表示长轴值，R2表示短轴值。

优选地，在所述步骤S100之前，所述方法还包括：

获取所述紧固件的标准参数以及标准参数值，并将所述标准参数和所述标准参数值生成为标准参数表，其中，所述标准参数值包括尺寸参数值和公差参数值。

优选地，在所述步骤S100之后，所述方法还包括：

检测所述投影图像的成像比例是否为原始比例，若为原始比例，则基于所述投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200；

若非原始比例，则根据所述成像比例，对所述投影图像进行转换，并基于转换后所述投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200。

本发明还提供一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验设备，所述标注信息识别设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法。

本发明还提供一种紧固件尺寸合规性检验系统，所述检验系统包括如上所述的检验设备，所述检验系统还包括用于放置紧固件的水平检验工作台，所述水平检验工作台的下方设置有光源装置，所述水平检验工作台的上方设置有摄像装置，所述摄像装置与所述检验设备之间通信连接。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法。

【有益效果】

紧固件为轴对称部件，包含有头部以及从头部一端面延伸的杆部，并且头部的直径大于杆部的直径。在对紧固件尺寸的合规性检验时，先获取待检验紧固件的投影图像，该投影图像包括俯视投影图像，俯视投影图像为待检验紧固件的杆部和头部分别与水平检验工作台接触时形成的图像；再对俯视投影图像进行识别，识别出其中的椭圆轮廓线，并根据椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定待检验紧固件的轴线相对于水平检验工作台的倾角；进而依据待检验紧固件的标准参数表，对俯视投影图像中需要检验的待检测俯视尺寸进行确定，并检测待检测俯视尺寸的尺寸值；此后，依据倾角对待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正，获得待检验紧固件的俯视测量尺寸值，并通过该俯视测量尺寸值与待检测俯视尺寸在标准参数表中的俯视参考标准值之间的匹配性，来检验待检验紧固件尺寸的合规性。以此，通过紧固件与水平检验工作台之间的倾角，对紧固件的尺寸值进行修正，得到紧固件准确的真实尺寸值；无需设定工装支架来保证紧固件产品的轴线水平，即可实现紧固件尺寸的准确测量，提升了紧固件尺寸的测量效率，使得对紧固件尺寸是否符合规范的合规性检验更为高效。因此，实现了通过准确高效的测量紧固件尺寸，来提高紧固件尺寸检验的效率。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1是本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法一种实施例的流程图；

图2是本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法中检验系统的示意图；

图3是本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法中紧固件放置于水平检验工作台上的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，本发明中采用步骤编号(字母或数字编号)来指代某些具体的方法步骤，仅仅是出于描述方便和简洁的目的，而绝不是用字母或数字来限制这些方法步骤的顺序。本领域的技术人员能够明了，相关方法步骤的顺序，应由技术本身决定，不应因步骤编号的存在而被不适当地限制。

图1是本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法一种实施例的流程图；其中，紧固件为轴对称部件，包含头部和从头部一端面延伸的杆部，头部的直径大于杆部的直径。本实施例中基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法应用于检验设备，诸如平板电脑、台式计算机等终端。检验设备接入到检验系统，与检验系统内的摄像装置通信连接；由摄像装置将采集的紧固件投影图像传输到检验设备，通过检验设备检测并校正紧固件的尺寸，进而进行尺寸的合规性检验。其中，紧固件包括但不限于螺栓、螺钉、螺柱、螺母等标准件，其结构、尺寸符合某一制造标准，如国家标准GB。紧固件尺寸的合规性检验，即为检验紧固件的实际尺寸，是否符合其适用标准所规定的尺寸要求。

此外，请参照图2，检验系统内除了设置有摄像装置和检验设备外，还设置有水平检验工作台和光源装置。水平检验工作台用于放置需要检验的紧固件；并且，摄像装置优选为CCD相机，包含CCD接收模块、成像模块和数据采集模块；检验设备包含用于检验的检验装置，以及用于显示检验过程的显示装置。摄像装置位于水平检验工作台的上方，用以对放置于水平检验工作台上的紧固件的投影图像进行采集，光源装置位于水平检验工作台的下方，用以对摄像装置的采集提供光照，确保所采集投影图像的清晰性。

更进一步地，当具有对紧固件尺寸合规性的检验需求时，由检验人员将需要检验的紧固件放置到水平检验工作台。并且，同一时间放置于水平检验工作台的紧固件不限定于单个，可以是多个，以在同一时间实现多个紧固件尺寸合规性的检验。其中，同时检验的数量可具体由摄像装置的成像清晰性，以及检验设备的数据处理性能确定。

需要说明的是，将紧固件放置于水平检验工作台的操作，也可以通过机器臂实现。针对检验系统配置紧固件存放台、紧固件回收台和机械臂，由机械臂将放置于存放台上的紧固件抓取到水平检验工作台进行检验，并在检验完成后，由机械臂将其抓取到回收台进行回收。

可理解地，对于螺栓、螺钉、螺柱、螺母等类型的紧固件，包含头部和从头部一端面延伸的杆部，头部的直径大于杆部的直径，整体为轴对称部件。正因为该类紧固件头部的直径大于杆部的直径的特性，使得紧固件平放于水平检验工作台时，其头部和杆部各自与水平检验工作台接触，紧固件的轴线不能完全与水平检验工作台平行，而是成一定的倾角，请参照图3。如此一来，摄像装置对放置于水平检验工作台上的紧固件进行拍摄时，所成像为紧固件投影到水平检验工作台上的投影图像，该投影图像不能准确体现紧固件的真实尺寸，需要借助紧固件与水平检验工作台之间的倾角，对投影图像中的图像尺寸进行校正，获得紧固件的真实尺寸进行合规性检验。具体地，该方法包括如下步骤：

步骤S100，获取待检验紧固件的投影图像，其中，所述投影图像包括所述待检验紧固件的杆部和头部分别与水平检验工作台接触时形成的俯视投影图像；

步骤S200，从所述俯视投影图像中识别出椭圆轮廓线，并根据所述椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角；

步骤S300，根据所述待检验紧固件的标准参数表，确定所述俯视投影图像中的待检测俯视尺寸，并检测所述待检测俯视尺寸的尺寸值；

步骤S400，根据所述倾角，对所述待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正，获得所述待检验紧固件的俯视测量尺寸值；

步骤S500，判断所述俯视测量尺寸值与所述待检测俯视尺寸在所述标准参数表中的俯视参考标准值是否匹配，并根据判断结果检验所述待检验紧固件尺寸的合规性。

本实施例中，紧固件为轴对称部件，包含有头部以及从头部一端面延伸的杆部，并且头部的直径大于杆部的直径。在对紧固件尺寸的合规性检验时，先获取待检验紧固件的投影图像，该投影图像包括俯视投影图像，俯视投影图像为待检验紧固件的杆部和头部分别与水平检验工作台接触时形成的图像；再对俯视投影图像进行识别，识别出其中的椭圆轮廓线，并根据椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定待检验紧固件的轴线相对于水平检验工作台的倾角；进而依据待检验紧固件的标准参数表，对俯视投影图像中需要检验的待检测俯视尺寸进行确定，并检测待检测俯视尺寸的尺寸值；此后，依据倾角对待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正，获得待检验紧固件的俯视测量尺寸值，并通过该俯视测量尺寸值与待检测俯视尺寸在标准参数表中的俯视参考标准值之间的匹配性，来检验待检验紧固件尺寸的合规性。以此，通过紧固件的轴线与水平检验工作台之间的倾角，对紧固件的尺寸值进行修正，得到紧固件准确的真实尺寸值；无需设定工装支架来保证紧固件产品的轴线水平，即可实现紧固件尺寸的准确测量，提升了紧固件尺寸的测量效率，使得对紧固件尺寸是否符合规范的合规性检验更为高效。因此，实现了通过准确高效的测量紧固件尺寸，来提高紧固件尺寸检验的效率。

具体地，将当前放置于水平检验工作台上检验的紧固件设定为待检验紧固件，并将摄像装置对该待检验紧固件进行拍摄，获得的图像作为待检验紧固件的投影图像传输到检验设备。检验设备在获取到该类投影图像后，对投影图像进行过滤去噪、平滑、变换等预处理操作，以加强投影图像中待检验紧固件的轮廓特征，确保尺寸检验的准确性。

考虑到紧固件的尺寸除了轴向尺寸之外，还包含端面的径向尺寸；对于轴向尺寸通过紧固件的杆部和头部各自与水平检验工作台接触时所拍摄的图像获得，对于径向尺寸则通过紧固件的头部与水平检验工作台接触所拍摄的图像获得。对于此，将待检验紧固件的杆部和头部分别与水平检验工作台接触时拍摄的图像作为俯视投影图像，而将待检验紧固件头部端面与水平检验工作台接触时拍摄的图像作为端面投影图像。俯视投影图像和端面投影图像共同形成投影图像，校验设备通过获取的投影图像中包含的俯视投影图像，对待检验紧固件的轴向尺寸进行校正后检验。

可理解地，摄像装置对待检验紧固件的拍摄，通常按照一定成像比例成像，即拍摄的待检验紧固件在投影图像中的尺寸与待检验紧固件实际的尺寸之间成一定比例。为了对待检验紧固件的实际尺寸是否合规，需要依据是否存在成像比例，来对待检验紧固件所形成的投影图像进行转换，以将其中的尺寸还原为直接体现待检验紧固件的实际尺寸。具体地，在步骤S100之后，该方法还包括：

步骤a1，检测所述投影图像的成像比例是否为原始比例，若为原始比例，则基于所述投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200；

步骤a2，若非原始比例，则根据所述成像比例，对所述投影图像行转换，并基于转换后所述投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200。

进一步地，将摄像装置的实际成像比例和原始比例预先设置于检验设备的存储单元内；其中，原始比例为拍摄的待检验紧固件在投影图像中成像的尺寸与待检验紧固件实际的尺寸一致，不存在缩放的比例；实际成像比例为摄像装置当前对紧固件进行拍摄设定的成像比例，可设定为与实际尺寸一致，也可设定为与实际尺寸不一致。在获取到待检验紧固件的投影图像后，从存储单元内调取出该实际成像比例和原始比例，并将实际成像比例作为投影图像的成像比例和原始比例比对，判断该成像比例是否与原始比例一致。若经判定为原始比例，则不需要对待检验紧固件所形成的投影图像进行转换，直接对投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200。反之，若经判定成像比例非原始比例，则根据成像比例，对投影图像进行转换，通过转换使得待检验紧固件在投影图像中的尺寸直接体现待检验紧固件的实际尺寸，进而依据转换后投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200。

对于步骤S200，进一步地，对待检验紧固件在俯视投影图像中的轮廓线进行识别，从其中识别出椭圆轮廓线；该椭圆轮廓线为待检验紧固件的圆形端面轮廓，在水平检验工作台投影所形成的封闭曲线。相对于圆形端面，椭圆体现了待检验紧固件相对于水平检验工作台的倾斜程度，由椭圆的长轴和短轴来反应倾角的大小。此外，考虑到待检验紧固件中具有多个圆形端面，如头部的圆形端面，杆部的圆形端面等。各个圆形端面均在俯视投影图像中形成为各自的椭圆轮廓线，且各个椭圆轮廓线均可独立体现倾角的大小。故在识别椭圆轮廓线时，只要识别出俯视投影图像中的一个椭圆轮廓线即可。

需要说明的是，紧固件的端面也可以不以圆形的形式存在，而以其他形状存在，如方形端面，方形端面在水平检验工作台的投影为平行四边形。此时，从俯视投影图像中识别出平行四边形的轮廓线。因此，所识别轮廓线的形状依据端面形状的不同而不同。

进一步地，在识别出俯视投影图像中的任意一个椭圆轮廓线之后，则检测椭圆轮廓线的长轴值和短轴值。绘制椭圆轮廓线的外接矩形，检测外接矩形的长度值和宽度值，作为椭圆轮廓线的长轴值和短轴值。进而根据长轴值和短轴值，检测待检验紧固件的轴线相对于水平检验工作台的倾角；其中，预先设定椭圆轮廓线的长度值和宽度值之间的对应关系，具体的对应关系如关系式(1)所示，该关系式(1)为：

θ＝arcsin(R2/R1) (1)；

其中，θ表示倾角，R1表示长轴值，R2表示短轴值。

将检测的长度值和宽度值分别添加到上述关系式(1)，替换其中的R1和R2；通过替换后关系式(1)的运算处理，获得待检验紧固件相对于水平检验工作台的倾角θ。

对于步骤S300，进一步地，预先针对各类紧固件设置符合各种标准的标准参数表，如符合GB，或者符合GB/T的标准参数表，该类标准参数表中至少包含有体现紧固件各项尺寸的参数名以及参数值，如对于紧固件六角法兰面螺栓，其标准参数表中包含有法兰圆盘厚度的参数名及其参数值、螺栓总长的参数名及其参数值、杆长的参数名及其参数值、螺纹长度的参数名及其参数值，以及根部倒角的参数名及其参数值等。各个参数名体现紧固件某一部件的名称，参数名对应的参数值则体现紧固件该部件的参考尺寸值。

进一步地，对于当前检验的待检验紧固件，查找其对应的标准参数表，并依据该标准参数表中的参数名，确定俯视投影图像中的待检测俯视尺寸；即，将标准参数表中的参数名确定为对俯视投影图像检测的待检测俯视尺寸，如上述六角法兰面螺栓的法兰圆盘厚度、螺栓总长、杆长、螺纹长度和根部倒角均为其待检测俯视尺寸。此后，对待检测俯视尺寸进行检测，得到待检测俯视尺寸的尺寸值，用以反应待检测俯视尺寸的尺寸大小。

对于步骤S400，可理解地，经检测的待检测俯视尺寸的尺寸值，为待检验紧固件投影到水平检验工作台上的俯视尺寸大小，并非待检验紧固件真实的俯视尺寸大小。因而，为了确定待检验紧固件真实的俯视尺寸大小，本实施例设置有通过待检验紧固件相对于水平检验工作台的倾角，对待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正的机制。具体地，步骤S400包括：

步骤S410根据所述待检测俯视尺寸的类型，将所述倾角转换为与所述类型对应的修正系数；

步骤S420根据所述修正系数，对所述待检测俯视尺寸的尺寸值进行调整，获得所述待检验紧固件的俯视测量尺寸值。

进一步地，待检验紧固件需要合规性检验的尺寸多种多样，不同类型的尺寸与待检验紧固件放置倾角之间具有不同的关系。因此，在依据倾角对待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正时，先确定待检测俯视尺寸的尺寸类型。其中，标准参数表中包含的参数名体现了待检测俯视尺寸的类型，且可通过标识参数名的方式体现；将支持按照同一方式修正的参数名标识为一类，而将不支持按照同一方式修正的参数名标识为另一类，可依据待检测俯视尺寸对应的参数名确定待检测俯视尺寸的类型。此外，针对不同的尺寸类型，预先设定不同的修正方式，而不同的修正方式对应不同的修正系数。故在确定待检测俯视尺寸的类型后，查找该类型对应的修正方式，进而将倾角转换为该修正方式适用的系数，即得到与类型对应的修正系数。

更进一步地，通过转换的修正系数，对待检测俯视尺寸的尺寸值进行调整，得到调整后的尺寸值，作为待检验紧固件的俯视测量尺寸值，体现待检验紧固件真实的俯视尺寸大小。例如，对于上述六角法兰面螺栓的法兰圆盘厚度、螺栓总长、杆长和螺纹长度的参数名中，法兰圆盘厚度、螺栓总长和螺纹长度具有相同的第一类标识，杆长具有第二类标识；并且第一类标识对应的修正方式为通过倾角的余弦值进行修正，第二类标识对应的修正方式为通过倾角的余弦值和正切值结合进行修正。从而对于法兰圆盘厚度、螺栓总长和螺纹长度，将倾角转换为余弦值，并将余弦值作为修正系数，对各自的尺寸值进行调整；对于杆长，将倾角分别转换为余弦值和正切值，并将余弦值和正切值均作为修正系数，对其尺寸值进行调整。

需要说明的是，修正系数对尺寸值的调整，可由修正值与尺寸值之间的运算实现，通过运算由修正值将尺寸值修正进行真实的尺寸大小。例如，对于上述法兰圆盘厚度和螺纹长度各自尺寸值的修正，可通过运算式(2)实现；对于上述螺栓总长尺寸值的修正，可通过运算式(3)实现；具体运算式(2)和运算式(3)为：

X＝Xs/cos(θ) (2)；

X＝(Xs-R₂/2-D/2)/cos(θ) (3)；

其中，X表示俯视测量尺寸值(运算式(2)中可表示实际法兰圆盘厚度或实际螺纹长度，运算式(3)中可表示实际螺栓总长)，Xs表示待检测俯视尺寸的尺寸值(运算式(2)中可表示投影法兰圆盘厚度或投影螺纹长度，运算式(3)中可表示投影螺栓总长)，cos(θ)表示修正系数，R₂表示椭圆短轴，D表示螺纹小径。

对于法兰圆盘厚度，将其检测的尺寸值Ts和修正系数添加到上述运算式(2)，通过运算式(2)的运算处理，得到运算结果对检测的尺寸值进行调整，获得调整后的尺寸值，形成法兰圆盘调整后的俯视测量尺寸值。对于螺纹长度，同样将其检测的尺寸值bs和修正系数添加到上述运算式(2)，通过运算式(2)的运算处理，得到运算结果对检测的尺寸值进行调整，获得调整后的尺寸值，形成螺纹长度调整后的俯视测量尺寸值。

对于步骤S400，进一步地，对于调整后的待检测俯视尺寸的尺寸值，由该待检测俯视尺寸在标准参数表中的俯视参考标准值进行检验。其中，俯视参考标准值为确定为待检测俯视尺寸的参数名在在标准参数表中对应的参数值，如参数名螺纹长度在标准参数表中的参数值，即作为待检测俯视尺寸的螺纹长度在标准参数表中的俯视参考标准值。通过将俯视测量尺寸值和俯视参考标准值进行对比，判断两者是否匹配，并由判断结果检验待检验紧固件尺寸的合规性。具体地，俯视参考标准值包括俯视参考尺寸值，以及与俯视参考尺寸值对应的俯视参考公差值，步骤S500包括：

步骤S510，将所述俯视参考尺寸值和所述俯视参考公差值形成为与所述待检测俯视尺寸对应的参考尺寸区间，并判断所述俯视测量尺寸值是否位于所述参考尺寸区间内；

步骤S520，若所述俯视测量尺寸值位于所述参考尺寸区间内，则生成匹配成功的判断结果，并根据匹配成功的判断结果，判定所述待检验紧固件的所述待检测俯视尺寸合规；

步骤S530，若所述俯视测量尺寸值不位于所述参考尺寸区间内，则生成匹配失败的判断结果，并根据匹配失败的判断结果，判定所述待检验紧固件的待检测俯视尺寸不合规。

更进一步地，每个参数名在标准参数表中的参数值均包含尺寸参数值和公差参数值，通过尺寸参数值和公差参数值所形成的尺寸区间，来体现参数名所支持变动的尺寸范围。对于确定为俯视参考标准值的参数值，将该参数值中的尺寸参数值作为俯视参考标准值中的俯视参考尺寸值，并将其中的公差参数值作为俯视参考标准值中的俯视参考公差值。并且，将俯视参考尺寸值和俯视参考公差值形成为与待检测俯视尺寸对应的参考尺寸区间；其中，将俯视参考尺寸值减去俯视参考公差值得到的结果，作为参考尺寸区间的下边界值，将俯视参考尺寸值加上俯视参考公差值得到的结果，作为参考尺寸区间的上边界值，由上边界值和下边界值形成参考尺寸区间。

需要说明的是，该参考尺寸区间也可以在标准参数表中预先形成，即预先将俯视参考尺寸值和俯视参考公差值形成为与待检测俯视尺寸对应的参考尺寸区间，并将该参考尺寸区间和俯视参考尺寸值，以及俯视参考公差值一并保存于标准参数表中。在将俯视测量尺寸值于俯视参考标准值匹配时，直接从标准参数表中获取出该参考尺寸区间与俯视测量尺寸值对比。

进一步地，将俯视测量尺寸值和参考尺寸区间对比，判断俯视测量尺寸值是否位于参考尺寸区间内。若位于参考尺寸区间内，则说明俯视测量尺寸值符合参考尺寸区间的要求，故而判定俯视测量尺寸值与俯视参考标准值匹配，生成匹配成功的判断结果。该匹配成功的判断结果，说明待检验紧固件在待检测俯视尺寸上的真实尺寸大小符合标准参数表所对应标准的要求；故可依据该判断结果得出待检验紧固件的待检测俯视尺寸经检验合规的检验结果。反之，若经判定俯视测量尺寸值不位于参考尺寸区间内，则说明俯视测量尺寸值不符合参考尺寸区间的要求，故而判定俯视测量尺寸值与俯视参考标准值不匹配，生成匹配失败的判断结果。该匹配失败的判断结果，说明待检验紧固件在待检测俯视尺寸上的真实尺寸大小不符合标准参数表所对应标准的要求；故可依据该判断结果得出待检验紧固件的待检测俯视尺寸经检验不合规的检验结果。

此外，对于特定场景下使用的紧固件，可依据场景预先设定匹配的参考依据，将设定的数值作为俯视参考标准值添加到标准参数表中，并设定差异阈值。在俯视参考标准值和俯视测量尺寸值之间的差值运算，判断运算结果值是否小于差值阈值，若小于差异阈值，则生成匹配成功的判断结果，判定待检验紧固件的待检测俯视尺寸合规。若大于或等于差异阈值，则生成匹配失败的判断结果，判定待检验紧固件的待检测俯视尺寸不合规。

需要说明的是，对于待检验紧固件中所需要检验的各项待检测俯视尺寸，均依据上述方式进行检验，检验各项待检测俯视尺寸是否合规。并且，只要其中有一项待检测俯视尺寸不合规，则会因该项不合规的待检测俯视尺寸影响待检验紧固件的使用，故而判定待检验紧固件尺寸不合规。

进一步地，提出本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法另一实施例。

所述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法另一实施例与上述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法的实施例的区别在于，所述步骤S100中，所述投影图像还包括所述待检验紧固件的头部端面与水平检验工作台接触时形成的端面投影图像，在所述步骤S100之后，所述方法还包括：

步骤S600，根据所述待检验固件的标准参数表，确定所述端面投影图像中的待检测端面尺寸，并检测所述待检测端面尺寸的端面测量尺寸值；

步骤S700，获取所述待检测端面尺寸在所述标准参数表中的端面参考标准值，并判断所述端面测量尺寸值与所述端面参考标准值是否匹配；

步骤S800，若与所述端面参考标准值匹配，则判定所述待检验紧固件的待检测端面尺寸合规；

步骤S900，若与所述端面参考标准值不匹配，则判定所述待检验紧固件的待检测端面尺寸不合规。

在本实施例中，对待检验紧固件端面的径向尺寸，通过待检验紧固件头部端面与水平检验工作台接触拍摄形成的端面投影图像进行检验。具体地，对于步骤S600，从待检验紧固件的标准参数表中，查找出在端面方向上尺寸的参数名，如对于六角法兰面螺栓，查找板拧帽对角长、板拧帽对边长、法兰圆盘直径等参数名。并且，将查找得到的参数名确定为端面投影图像中需要检验的待检测端面尺寸，对该类待检测端面尺寸进行检测，得到待检测端面尺寸的端面测量尺寸值。该类尺寸值为待检验紧固件在端面上的真实尺寸大小，通过该待检验紧固件在标准参数表中的参考尺寸检验其是否符合标准要求。

对于步骤S700，具体地，从标准参数表中获取出待检测端面尺寸在其中对应的端面参考标准值，该端面参考标准值是确定为待检测端面尺寸的参数名在标准参数表中对应的参数值。将端面测量尺寸值和该端面参考标准值对比，通过对比判断端面测量尺寸值是否与端面参考标准值匹配，来检验待检测端面尺寸的合规性。其中，端面参考标准值同样包含尺寸参考值和公差参数值，通过尺寸参数值和公差参数值所形成的尺寸区间，来体现待检测端面尺寸所支持变动的尺寸范围。将参考尺寸值减去参考公差值得到的结果，作为尺寸区间的下边界值，将参考尺寸值加上参考公差值得到的结果，作为尺寸区间的上边界值，由上边界值和下边界值形成尺寸区间。

对于步骤S800和S900，进一步地，将端面测量尺寸值和尺寸区间对比，判断端面测量尺寸值是否位于尺寸区间内。若位于尺寸区间内，则说明端面测量尺寸值符合尺寸区间的要求，故而判定端面测量尺寸值与端面参考标准值匹配，生成匹配成功的判断结果。该匹配成功的判断结果，说明待检验紧固件在待检测端面尺寸上的真实尺寸大小符合标准参数表所对应标准的要求；故可依据该判断结果得出待检验紧固件的待检测端面尺寸经检验合规的检验结果。反之，若经判定端面测量尺寸值不位于尺寸区间内，则说明端面测量尺寸值不符合尺寸区间的要求，故而判定端面测量尺寸值与端面参考标准值不匹配，生成匹配失败的判断结果。该匹配失败的判断结果，说明待检验紧固件在待检测端面尺寸上的真实尺寸大小不符合标准参数表所对应标准的要求；故可依据该判断结果得出待检验紧固件的待检测端面尺寸经检验不合规的检验结果。

此外，对于特定场景下使用的紧固件，可依据场景预先设定匹配的参考依据，将设定的数值作为端面参考标准值添加到标准参数表中，并设定差异阈值。在端面参考标准值和端面测量尺寸值之间的差值运算，判断运算结果值是否小于差值阈值，若小于差异阈值，则生成匹配成功的判断结果，判定待检验紧固件的待检测端面尺寸合规。若大于或等于差异阈值，则生成匹配失败的判断结果，判定待检验紧固件的待检测俯视尺寸不合规。

需要说明的是，对于待检验紧固件中所需要检验的各项待检测端面尺寸，均依据上述方式进行检验，检验各项待检测端面尺寸是否合规。并且，只要其中有一项待检测端面尺寸不合规，则会因该项不合规的待检测端面尺寸影响待检验紧固件的使用，故而判定待检验紧固件尺寸不合规。

本实施例通过标准参数表中的端面参考标准值，对紧固件在端面面方向上的尺寸进行检验，确保紧固件在端面方向上尺寸的合规性；在准确高效检验的同时，实现紧固件尺寸整体上的全面合规检验。

进一步地，提出本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法又一实施例。

所述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法又一实施例与上述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法的实施例的区别在于，在所述步骤S100之后，所述方法还包括：

步骤c，获取所述紧固件的标准参数以及标准参数值，并将所述标准参数和所述标准参数值生成为标准参数表，其中，所述标准参数值包括尺寸参数值和公差参数值。

可理解地，因紧固件的尺寸合规性检验，依据紧固件所适用标准规定的尺寸要求实现。故检验设备在获取到待检验紧固件的投影图像对待检验紧固件的尺寸进行合规性检验之前，先确定紧固件所适用标准中规定的尺寸参数，以作为检验的参考标准。

具体地，对紧固件的标准参数以及标准参数值进行获取，该获取的标准参数以及标准参数值依据适用标准的不同而不同；如获取紧固件在GB下的标准参数及其标准参数值，以及在GB/T下的标准参数和标准参数值。并且，获取操作可通过检验人员的录入操作实现，如录入每个紧固件在不同标准下的参数以及参数值；也可以以数据表格的形式导入每个紧固件在不同标准下的参数以及参数值的方式实现获取。

更进一步地，将获取的归属于同一标准下的标准参数和标准参数值形成为标准参数表，如对于上述GB和GB/T，可将适用于GB的标准参数和标准参数值形成为在GB下的标准参数表，同时将适用于GB/T的标准参数和标准参数值形成为在GB/T下的标准参数表。并且，在标准参数表中体现标准参数和标准参数值之间具有对应关系，通过对应关系体现各参数的具体数值，如螺纹大径的具体数值，螺距的具体数值等。其中，标准参数和标准参数值之间的对应关系可在获取标准参数和标准参数值的过程中确定；若通过录入参数和参数值获取标准参数和标准参数值，则从初始录入开始，将先录入的文字设定为标准参数，将紧跟其后的数值设定为标准参数值，进而设定两者之间的对应关系；若通过导入数据表格的方式获取标准参数和标准参数值，则通过识别数据表格中的字段名和字段值，来确定标准参数和标准参数值之间的对应关系。

需要说明的是，对应于每个标准参数，其每个标准参数值均包含由尺寸参数值和公差参数值；尺寸参数值表征该标准参数理论上标准的尺寸数值，其公差参数值则表征该标准的尺寸数值允许的误差范围。由标准参数的尺寸参数值和公差参数值，所形成的尺寸区间，体现紧固件在该标准参数上支持变动的参数值；即，紧固件在该标准参数上的参数值在该尺寸区间内，则紧固件在该标准参数上的参数值符合标准，反之则不符合标准。以此，通过将每一紧固件在每一标准下的标准参数和标准参数值，形成为标准参数表；对于待检验紧固件，由其对应的标准参数表对其各个尺寸是否合规进行检验。

本实施例通过将各类紧固件在各个标准下的标准参数和标准参数值，形成为标准参数表，以便于在对待检验紧固件检验时，直接从标准参数表中获取待检验紧固件相应的标准参数和标准参数值进行检验，在确保检验准确性的同时，有利于检验效率的提高。

本发明还提供一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验设备，所述标注信息识别设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法。

本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验设备的具体实施方式与上述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法各实施例基本相同，在此不再重复赘述。

本发明还提供一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验系统，所述检验系统包括如上所述的检验设备，所述检验系统还包括用于放置紧固件的水平检验工作台，所述水平检验工作台的下方设置有光源装置，所述水平检验工作台的上方设置有摄像装置，所述摄像装置与所述检验设备之间通信连接。

本发明基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验系统的具体实施方式与上述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法各实施例基本相同，在此不再重复赘述。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法。

本发明计算机可读存储介质的具体实施方式与上述基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法各实施例基本相同，在此不再重复赘述。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，所述紧固件为轴对称部件，且包含头部和从所述头部一端面延伸的杆部，所述头部的直径大于所述杆部的直径；

所述紧固件放置于水平检验工作台进行检验，所述紧固件尺寸合规性检验方法包括步骤：

S100，获取待检验紧固件的投影图像，其中，所述投影图像包括所述待检验紧固件的杆部和头部分别与水平检验工作台接触时形成的俯视投影图像；

S200，从所述俯视投影图像中识别出椭圆轮廓线，并根据所述椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角；

S300，根据所述待检验紧固件的标准参数表，确定所述俯视投影图像中的待检测俯视尺寸，并检测所述待检测俯视尺寸的尺寸值；

S400，根据所述倾角，对所述待检测俯视尺寸的尺寸值进行修正，获得所述待检验紧固件的俯视测量尺寸值；

S500，判断所述俯视测量尺寸值与所述待检测俯视尺寸在所述标准参数表中的俯视参考标准值是否匹配，并根据判断结果检验所述待检验紧固件尺寸的合规性。

2.根据权利要求1所述的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述投影图像还包括所述待检验紧固件的头部端面与水平检验工作台接触时形成的端面投影图像，在所述步骤S100之后，所述方法还包括步骤：

S600，根据所述待检验固件的标准参数表，确定所述端面投影图像中的待检测端面尺寸，并检测所述待检测端面尺寸的端面测量尺寸值；

S700，获取所述待检测端面尺寸在所述标准参数表中的端面参考标准值，并判断所述端面测量尺寸值与所述端面参考标准值是否匹配；

S800，若与所述端面参考标准值匹配，则判定所述待检验紧固件的待检测端面尺寸合规；

S900，若与所述端面参考标准值不匹配，则判定所述待检验紧固件的待检测端面尺寸不合规。

3.根据权利要求1所述的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，所述俯视参考标准值包括俯视参考尺寸值，以及与所述俯视参考尺寸值对应的俯视参考公差值，所述步骤S500包括：

将所述俯视参考尺寸值和所述俯视参考公差值形成为与所述待检测俯视尺寸对应的参考尺寸区间，并判断所述俯视测量尺寸值是否位于所述参考尺寸区间内；

若所述俯视测量尺寸值位于所述参考尺寸区间内，则生成匹配成功的判断结果，并根据匹配成功的判断结果，判定所述待检验紧固件的所述待检测俯视尺寸合规；

若所述俯视测量尺寸值不位于所述参考尺寸区间内，则生成匹配失败的判断结果，并根据匹配失败的判断结果，判定所述待检验紧固件的待检测俯视尺寸不合规。

4.根据权利要求1所述的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，所述步骤S400包括：

根据所述待检测俯视尺寸的类型，将所述倾角转换为与所述类型对应的修正系数；

根据所述修正系数，对所述待检测俯视尺寸的尺寸值进行调整，获得所述待检验紧固件的俯视测量尺寸值。

5.根据权利要求1所述的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，在所述步骤S200中，所述根据所述椭圆轮廓线的长轴值和短轴值，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角包括：

根据所述长度值和所述宽度值之间的对应关系，确定所述待检验紧固件的轴线相对于所述水平检验工作台的倾角，所述对应关系为：

θ＝arcsin(R2/R1)；

其中，θ表示倾角，R1表示长轴值，R2表示短轴值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，在所述步骤S100之前，所述方法还包括：

获取所述紧固件的标准参数以及标准参数值，并将所述标准参数和所述标准参数值生成为标准参数表，其中，所述标准参数值包括尺寸参数值和公差参数值。

7.根据权利要求1-5任一项所述的紧固件尺寸合规性检验方法，其特征在于，在所述步骤S100之后，所述方法还包括：

检测所述投影图像的成像比例是否为原始比例，若为原始比例，则基于所述投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200；

若非原始比例，则根据所述成像比例，对所述投影图像进行转换，并基于转换后所述投影图像中的俯视投影图像执行步骤S200。

8.一种基于紧固件投影图像的紧固件尺寸合规性检验设备，所述紧固件尺寸合规性检验设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的紧固件尺寸合规性检验方法。

9.一种紧固件尺寸合规性检验系统，其特征在于，所述检验系统包括如权利要求8所述的检验设备，所述检验系统还包括用于放置紧固件的水平检验工作台，所述水平检验工作台的下方设置有光源装置，所述水平检验工作台的上方设置有摄像装置，所述摄像装置与所述检验设备之间通信连接。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

Images