一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法与流程

1.本发明涉及视觉检测技术领域，特别是涉及一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法。


背景技术：

2.在生产磁脉冲压接件的过程中需要进行质量检测，一般根据采集工件的关键参数来判断生产出的工件是否合格。压接深度是影响磁脉冲压接件性能的最为重要的特征参数。当磁脉冲压接件工件生产完成后，由传送装置送入检测平台中得到压接深度，再由得到的压接深度判断工件质量是否合格。
3.目前提取不对称回转件特征参数的检测方法主要为人工抽样检测和精密测量仪器测量以及视觉检测方法；
4.人工抽样检测指由工人取一批次中的部分工件，使用测量工具对变形区域的每个压接点的压接深度进行测量，并与标准深度进行比对从而实现质量检测。但是人工检测方法需要的人力成本高，难以实现自动化。同时在测量过程中，测量工具容易对质地较软的工件材料造成损伤。且检测工作持续时间长，需要检测工人保持长时间的高度专注，从而有可能导致检测精度产生波动。
5.精密仪器测量则是使用三维扫描仪等高精度测量仪器对工件尺寸进行测量，进而得到压接件变形区域各点的压接深度。但是精密仪器测量则需要昂贵的设备，其设备维护、工人培训成本都极为高昂，且同样效率低下，难以实现自动化。
6.视觉检测方法是利用图像处理技术对工件图片进行特征提取，并经由标定方程的转换得到工件特征尺寸，从而测量得到压接深度。由于不对称回转件自身的结构特点，单一一张图片难以反映其压接区域。传统图像处理方法或结构光测量方法只能处理一张图片，因此难以对不规则回转磁脉冲压接件的压接深度进行测量。
7.为了克服上述缺陷，本领域技术人员积极创新研究，以期创设出一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，来解决现有的特征提取方法中存在的问题，为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，包括以下步骤：s1，调整相机位置，固定系统并对线结构光系统进行标定；s2，将磁脉冲回转工件送入结构光测量系统中检测；s3,检测工件位置，触发相机开关拍摄带机构光条纹的工件图像；s4，利用线结构光条纹提取算法，对结构光条纹进行提取得到结构光条纹点的图像像素坐标值；s5，使用结构光标定结果对结构光条纹点像素坐标进行转换，得到磁脉冲回转工件的一条轮廓线点云的实际三维坐标；s6，旋转机构旋转一个微小角度，重复第s5步骤，直至完成整个回转件圆周的轮廓采集，得到整个轮廓圆周的点云及其三维坐标；s7，计
算压痕深度。
9.进一步地说，所述s7步骤的具体过程为：对轮廓点云进行圆柱拟合得到工件轴线和工件管径，求点云到轴线的距离与管径的差值计算得到压接深度，计算得到各个压接点的压接深度。
10.进一步地说，单个工件检测完毕，传送装置将检测完毕的工件送入下一环节，之后重复s3-s7步骤实现24小时无间断工作。
11.进一步地说，所述s1步骤的具体过程为：s101基于高精度标定板对相机进行高精度标定，得到相机的内外参数矩阵，s102计算得到图片像素坐标到实际物理坐标之间的转换方程，s103对线结构光的光平面进行标定，得到点云坐标到实际坐标间的转换方程，s104对旋转轴线进行标定，得到工件轴线的空间坐标方程。
12.进一步地说，所述线结构光条纹提取算法为使用一个中值滤波核去除图像噪点，通过颜色滤波过滤图片像素，得到线结构光条纹像素点。
13.进一步地说，所述旋转机构滑动连接于环形轨道。
14.本发明的有益效果是：
15.1.本发明所采用的方法不直接接触工件，不会对工件造成损伤，易于实现自动化。使用此种技术可以替代人工检测，可以做到24小时不间断地、高效率地、稳定地对不对称磁脉冲压接件关键参数进行提取，降低了生产成本，提升了生产效率。
16.2.本发明通过使用点云三维重建技术实现不对称回转件的特征提取，首先使用精度远大于测量系统的高精度塞规对测量系统进行标定，得到图像像素坐标到世界坐标的转换方程，然后利用线结构光与旋转机构采集得到回转件的轮廓点云，进而计算得到压接深度等特征参数，该方法泛用性强，且部署成本较低，易于实现自动化。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
18.图1是本发明的流程图
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
20.实施例：一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，如图1所示，包括以下步骤：s1，调整相机位置，固定系统并对线结构光系统进行标定；s2，将磁脉冲回转工件送入结构光测量系统中检测；s3,检测工件位置，触发相机开关拍摄带机构光条纹的工件图像；s4，利用线结构光条纹提取算法，对结构光条纹进行提取得到结构光条纹点的图像像素坐标值；s5，使用结构光标定结果对结构光条纹点像素坐标进行转换，得到磁脉冲回转工件的一条轮廓线点云的实际三维坐标；s6，旋转机构旋转一个微小角度，重复第s5步骤，直至完成整个回转件圆周的轮廓采集，得到整个轮廓圆周的点云及其三维坐标；s7，计算压痕深度。
21.进一步地说，所述s7步骤的具体过程为：对轮廓点云进行圆柱拟合得到工件轴线和工件管径，求点云到轴线的距离与管径的差值计算得到压接深度，计算得到各个压接点的压接深度。
22.进一步地说，单个工件检测完毕，传送装置将检测完毕的工件送入下一环节，之后重复s3-s7步骤实现24小时无间断工作。
23.进一步地说，所述s1步骤的具体过程为：s101基于高精度标定板对相机进行高精度标定，得到相机的内外参数矩阵，s102计算得到图片像素坐标到实际物理坐标之间的转换方程，s103对线结构光的光平面进行标定，得到点云坐标到实际坐标间的转换方程，s104对旋转轴线进行标定，得到工件轴线的空间坐标方程。
24.进一步地说，所述线结构光条纹提取算法为使用一个中值滤波核去除图像噪点，通过颜色滤波过滤图片像素，得到线结构光条纹像素点。
25.进一步地说，所述旋转机构滑动连接于环形轨道。
26.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，调整相机位置，固定系统并对线结构光系统进行标定；s2，将磁脉冲回转工件送入结构光测量系统中检测；s3,检测工件位置，触发相机开关拍摄带机构光条纹的工件图像；s4，利用线结构光条纹提取算法，对结构光条纹进行提取得到结构光条纹点的图像像素坐标值；s5，使用结构光标定结果对结构光条纹点像素坐标进行转换，得到磁脉冲回转工件的一条轮廓线点云的实际三维坐标；s6，旋转机构旋转一个微小角度，重复第s5步骤，直至完成整个回转件圆周的轮廓采集，得到整个轮廓圆周的点云及其三维坐标；s7，计算压痕深度。2.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，其特征在于，所述s7步骤的具体过程为：对轮廓点云进行圆柱拟合得到工件轴线和工件管径，求点云到轴线的距离与管径的差值计算得到压接深度，计算得到各个压接点的压接深度。3.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，其特征在于：单个工件检测完毕，传送装置将检测完毕的工件送入下一环节，之后重复s3-s7步骤实现24小时无间断工作。4.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，其特征在于，所述s1步骤的具体过程为：s101基于高精度标定板对相机进行高精度标定，得到相机的内外参数矩阵，s102计算得到图片像素坐标到实际物理坐标之间的转换方程，s103对线结构光的光平面进行标定，得到点云坐标到实际坐标间的转换方程，s104对旋转轴线进行标定，得到工件轴线的空间坐标方程。5.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，其特征在于：所述线结构光条纹提取算法为使用一个中值滤波核去除图像噪点，通过颜色滤波过滤图片像素，得到线结构光条纹像素点。6.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，其特征在于：所述旋转机构滑动连接于环形轨道。

技术总结
本发明公开了一种基于线结构光的不对称磁脉冲回转工件特征提取方法，涉及视觉检测技术领域，基于高精度标定板对相机进行高精度标定，得到相机的内外参数矩阵，进而计算得到图片像素坐标到实际物理坐标之间的转换方程。再对线结构光的光平面进行标定，得到点云坐标到实际坐标间的转换方程。最后对旋转轴线进行标定，得到工件轴线的空间坐标方程。本发明提出一种点云三维重建技术对磁脉冲工件进行特征提取。主要包括系统标定、轮廓点云提取、工件三维重建、压接深度计算四个部分。实现了不对称回转工件的特征提取，相较精密测量仪器测量方法而言部署成本低，更易于实现自动化。更易于实现自动化。更易于实现自动化。


技术研发人员：崔俊佳 柳泉潇潇 欧航
受保护的技术使用者：苏州载运智能科技有限公司
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/7/19