基于结构光的轴承油沟自动测量系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106643537A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611259785.X(22)申请日2016.12.30(71)申请人常州高晟传感技术有限公司地址213164江苏省常州市武进区常武中路18号常州科教城哈工大铭赛科技大厦C区南楼403、405室(72)发明人赵辉(51)Int.Cl.G01B11/12(2006.01)G01B11/255(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称基于结构光的轴承油沟自动测量系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于结构光的轴承油沟自动测量系统及方法，此系统包括线激光发射器、视觉探头和驱动转台，待检测轴承固定安装于驱动转台上并随驱动转台同步转动，所述线激光发射器的线激光束在待检测轴承内圈表面的油沟上形成连续的轮廓母线，所述视觉探头的光轴对准所述轮廓母线。本发明具有非接触自动测量、无需人工参与、精度高和周期短等优点。CN106643537ACN106643537A权利要求书1/2页1.一种基于结构光的轴承油沟自动测量系统，其特征在于：包括线激光发射器(1)、视觉探头(2)和驱动转台(3)，待检测轴承(10)固定安装于驱动转台(3)上并随驱动转台(3)同步转动，所述线激光发射器(1)的线激光束在待检测轴承内圈表面(20)的油沟上形成连续的轮廓母线(30)，所述视觉探头(2)的光轴对准所述轮廓母线(30)。2.根据权利要求1所述的基于结构光的轴承油沟自动测量系统，其特征在于：还包括底座组件(4)，所述底座组件(4)的中部设有安装驱动转台(3)的安装孔，侧边设有安装支架(41)，线激光发射器(1)和视觉探头(2)等高、间隔的设置于同一安装支架(41)上。3.根据权利要求2所述的基于结构光的轴承油沟自动测量系统，其特征在于：所述待检测轴承内圈表面(20)设有上、下两个油沟，所述自动测量系统包括两台线激光发射器(1)和两台视觉探头(2)，一台线激光发射器(1)和一台视觉探头(2)设置于同一安装支架(41)上，另一线激光发射器(1)和另一视觉探头(2)设置于另一安装支架(41)上，两安装支架(41)相对设置。4.根据权利要求3所述的基于结构光的轴承油沟自动测量系统，其特征在于：所述底座组件(4)上方罩设外壳罩(5)，所述线激光发射器(1)、视觉探头(2)和驱动转台(3)均位于外壳罩(5)内；所述视觉探头(2)包括相机(21)和图像捕捉镜头(22)，所述相机(21)的输出端与外界的图像处理系统连接。5.一种基于结构光的轴承油沟自动测量的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：在线激光发射器(1)关闭、打开的状态下，视觉探头(2)对准待检测轴承内圈表面(20)的油沟分别拍摄一幅图像；S2：将S1中拍摄的两幅图像进行图像处理，得到一条单像素宽度的轮廓母线(30)，将所述轮廓母线(30)进行边缘提取，得到线轮廓的边缘点坐标Pi(xi，yi)(i＝1，2，…，n)；S3：利用步骤S2中的边缘点坐标Pi(xi，yi)(i＝1，2，…，n)进行最小二乘圆拟合，得到拟合圆的半径R与圆心坐标Ci(xi，yi)(i＝1，2，…，n)；S4：计算所有边缘点Pi(xi，yi)(i＝1，2，…，n)与拟合圆的径向偏差Δi(i＝1，2，…，n)，计算所述径向偏差Δi(i＝1，2，…，n)的标准差Dev，删除所有径向偏差Δi(i＝1，2，…，n)大于3倍标准差Dev的边缘点；S5：利用剩余的边缘点再次进行最小二乘圆拟合，最终得到油沟半径R1；S6：驱动转台(3)带动待检测轴承(10)转动设定的间隔角度后停止，重复所述步骤S1～S5，获得该角度位置的油沟半径R2；驱动转台(3)带动待检测轴承(10)持续一周，连续获得多个角度位置的油沟半径Ri(i＝1，2，…，m)；S7：取所有角度位置的拟合圆半径的算术平均值作为油沟半径R的最终测量结果，即：R＝(R1+R2+…+Rm)/m。6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S2还包括步骤S21～S22：S21：将步骤S1拍摄的两幅图像进行差分处理，去除背景信息，获得清晰的轮廓线；S22：对步骤S21差分图像进行滤波处理，去除噪声点，得到一条单像素宽度的轮廓母线(30)。7.根据权利要求5或6所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S1中，线激光发射器(1)发出线激光束的宽度不大于所述油沟半径的1/5。8.根据权利要求5或6所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S1中，视觉探头(2)的景2CN106643537A权利要求书2/2页深大于被测油沟在视觉探头(2)光轴方向的投影长度。9.根据权利要求5或6所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S1中，视觉探头(2)与线激光发