【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及汽車法蘭盤螺紋檢測，特別是一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置和方法。
技術介紹
1、汽車輪轂法蘭盤是發動機的核心部件，其精度對最終汽車質量有很大的影響。在實際生產中為了驗證法蘭盤上螺紋孔是否在合理的精度要求范圍內，大多依賴人工方法檢測，該方法檢測效率低，且目前大多的法蘭盤檢測方法為接觸式測量，通過曲軸綜合檢測儀、功能量規、高度尺、三坐標測量機等儀器進行測量，造價昂貴、操作復雜、易劃傷工件，難以滿足工業現場在線檢測快速、大批量的要求?，F有的檢測法蘭盤的方法已經不能跟上現代工業生產的步伐，因此需要一種更有效、不容易損傷法蘭盤的檢測方法。
2、近年來，視覺檢測技術在眾多領域得到了長足發展，被應用于諸多任務中，且都取得了理想結果，而應用最廣的就是工業檢測方向。目前，很多企業利用機器人的手眼系統來代替人工檢測技術，不僅降低了人工成本，還提高了檢測的準確度和效率。將機器人的手眼系統與圖像識別與處理算法相結合，能夠滿足工業生產中實時檢測的需求。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置和方法，通過機械臂帶動工業相機拍攝法蘭盤螺紋的圖像，通過圖像處理的方法來完成內螺紋缺陷檢測與螺距的測量，克服人工檢測的缺陷，提高檢測精度、檢測速度，適用于現代化流水線生產。
2、實現本專利技術目的的技術解決方案為：一方面，本專利技術提供一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，包括棋盤格標定板、照明模塊、成像
3、所述棋盤格標定板邊角設有不對稱的圓環特征點，用于標定相機參數以及計算各相機之間的變換矩陣；
4、所述照明模塊用于為檢測裝置提供光照條件；
5、所述成像模塊用于采集需要檢測的法蘭盤圖像；
6、所述控制模塊提供可操作的人機交互界面，用于信號控制和圖像處理，實現法蘭盤內螺紋缺陷檢測和螺距的測量。
7、另一方面，本專利技術還提供一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測方法，包括以下步驟：
8、(1)標定過程：對四個相機采集到的標定板圖像進行角點提取，以擁有兩個圓環特征點的邊角作為順時針方向的第三個邊角，按照一定的次序提取8x8個特征點，求解四個相機的內參；根據標定板構建8x8的標準點陣作為標準參考空間，求取三個相機輔相機到標準空間的成像透視變換矩陣；移動機械臂使主相機拍到整個標定板，記錄多組機械臂位姿以及相對于的標定板圖片，通過張正友標定法求得相機坐標系到機械臂末端坐標系的變換矩陣；
9、(2)法蘭盤螺紋識別：將機械臂末端置于起始位置，通過主相機拍攝法蘭盤圖片，根據拍攝得到的圖片，通過目標檢測算法識別并定位螺紋孔位置；
10、(3)根據(2)獲得的螺紋孔的位置，將得到的螺紋孔的相機坐標轉化為機械臂基礎坐標，輸出串口信號給機械臂；
11、(4)按順序帶動機械臂移動到下一個目標位置；
12、(5)到達目標位置，對三個輔相機拍攝到的內螺紋圖片進行透視變換；
13、(6)對(5)中獲得的處理后的圖像進行檢測，判斷內螺紋是否有缺陷并計算螺距；
14、(7)重復(4)-(6)，直到每一個螺紋孔所都完成檢測。
15、與現有技術相比，本專利技術的顯著優點為：本專利技術采用視覺處理分析，在不接觸內螺紋的情況下完成檢測，有效避免了檢測過程中損傷內螺紋。采用多相機檢測，有效地遏制了反光對檢測的負面影響。圖像處理算法魯棒性好，且滿足系統實時性的要求。
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1.一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，包括棋盤格標定板、照明模塊、成像模塊和控制模塊；
2.根據權利要求1所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述棋盤格標定板四個邊角分布五個不對稱的圓環特征點，用于標定時判斷方向，保證不同角度下提取到的特征點均可按照相同的順序進行排列；棋盤格中的每個格子為正方形黑白棋盤格，格點數目為8x8。
3.根據權利要求2所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述照明模塊由紅外LED光源與光源控制器組成，用于檢測時的照明；紅外LED光源，波長為850nm，由16個小型LED紅外光源呈圓周排布組合而成。
4.根據權利要求2所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述成像模塊由四個黑白工業相機、相機支架和機械臂組成，主相機采用8mm焦距的鏡頭，余下三個相機采用25mm焦距的鏡頭，所述相機支架用于連接機械臂與四個工業相機，主相機在正中，輔助相機分布在周圍。
5.根據權利要求4所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝
6.根據權利要求4所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述控制模塊用于完成信號控制和圖像處理，信號控制包含相機信號的控制、光源信號的控制和機械臂移動的控制；UI界面用于檢測結果的存取、信號的控制和圖像處理算法參數的修改。
7.根據權利要求6所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，控制模塊根據采集到的標定板圖像以及法蘭盤圖像進行法蘭盤螺紋檢測，包括：
8.一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測方法，其特征在于，基于權利要求1-7任一所述基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置實現，該方法包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(2)具體包括：
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(6)具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，包括棋盤格標定板、照明模塊、成像模塊和控制模塊；
2.根據權利要求1所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述棋盤格標定板四個邊角分布五個不對稱的圓環特征點，用于標定時判斷方向，保證不同角度下提取到的特征點均可按照相同的順序進行排列；棋盤格中的每個格子為正方形黑白棋盤格，格點數目為8x8。
3.根據權利要求2所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述照明模塊由紅外led光源與光源控制器組成，用于檢測時的照明；紅外led光源，波長為850nm，由16個小型led紅外光源呈圓周排布組合而成。
4.根據權利要求2所述的基于機械臂的多目視覺汽車法蘭盤螺紋檢測裝置，其特征在于，所述成像模塊由四個黑白工業相機、相機支架和機械臂組成，主相機采用8mm焦距的鏡頭，余下三個相機采用25mm焦距的鏡頭，所述相機支架用于連接機械臂與四個工業相機，主相機在正中，輔助相機分布在周圍。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：宋旸，張家俊，紀運景，李振華，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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