一種基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，包括以下步驟:a.使用視覺系統(tǒng)對具有凹陷部位的工件表面成像；b.對凹陷部位染色，使凹陷部位相對于工件表面的非凹陷部位形成顏色差；c.再次對工件表面成像，將成像結(jié)果上傳至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行圖像處理。本發(fā)明通過對工件表面的凹陷部位染色，使其與非凹陷部位形成顏色差和對比度，從而由視覺系統(tǒng)區(qū)別出凹陷部位和非凹陷部位，再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理后即能得出反光工件的輪廓，該方法能夠?qū)Ψ垂獾墓ぜM(jìn)行高精度測量，并且極大程度上優(yōu)化了特征識別的算法，進(jìn)而提高檢測效率。本發(fā)明可用于反光工件輪廓的高精度測量。
【專利說明】
一種基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及反光工件測量領(lǐng)域，特別是涉及一種基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著勞動力成本的上升，人力逐漸被機(jī)器所代替，其中，人們逐漸使用機(jī)器視覺代替人工測量，可極大程度的提高效率和降低成本。
[0003]機(jī)器視覺是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
[0004]工件槽:工件表面上經(jīng)過車、銑等方式加工出來的表面輪廓。
[0005]由于不同的加工方式，工件表面反光情況存在不同的特征。機(jī)器視覺用于識別反光工件也存在一定的技術(shù)瓶頸，主要問題存在于:待檢測輪廓與背景區(qū)域?qū)Ρ榷葮O小，相機(jī)獲取的圖片中的輪廓特征十分難以被提取，即使通過復(fù)雜算法將其提取出來，系統(tǒng)的魯棒性也很差，應(yīng)用照明可以提取出一部分輪廓信息，但也無法完全滿足測量要求。照明方式還必須與圖像識別算法相適應(yīng)，通用的圖像識別算法在復(fù)雜的反光條件下也存在無法解析的情況。
[0006]為此，現(xiàn)在大多數(shù)針對工件測量都是人工的，但人工測量需要借助投影儀才能實(shí)現(xiàn)對工件內(nèi)輪廓的測量，缺點(diǎn)在于工時(shí)長，效率低下。使用機(jī)器視覺測量代替人工測量來提高效率是一個(gè)迫切但是有難度的方案。所以亟需一種針對不同的放光條件，簡單、魯棒性強(qiáng)的方法測量反光的工件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，能夠提高了檢測效率。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種基于機(jī)器視覺的反光工件的測量方法，包括以下步驟:
a.使用視覺系統(tǒng)對具有凹陷部位的工件表面成像；
b.對凹陷部位染色，使凹陷部位相對于工件表面的非凹陷部位形成顏色差；
c.再次對工件表面成像，將成像結(jié)果上傳至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行圖像處理。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟b中，對凹陷部位填充著色物，并使著色物的表面處于視覺系統(tǒng)的景深范圍。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述著色物為液態(tài)染料。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，使具有凹陷部位的工件表面朝上，將工件浸入裝有液態(tài)染料的染料槽中。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，將工件放入升降載物臺中，控制升降載物臺使其帶動工件浸入或移離染料槽。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述升降載物臺由電機(jī)控制。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述升降載物臺底面設(shè)有通水孔。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟a中，利用均勻照度的光源對具有凹陷部位的工件表面低角度照射。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對工件表面的凹陷部位染色，使其與非凹陷部位形成顏色差和對比度，從而由視覺系統(tǒng)區(qū)別出凹陷部位和非凹陷部位，再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理后即能得出反光工件的輪廓，該方法能夠?qū)Ψ垂獾墓ぜM(jìn)行高精度測量，并且極大程度上優(yōu)化了特征識別的算法，進(jìn)而提高檢測效率。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0018]圖1是所需檢測反光工件的不意圖；
圖2是測量裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示的反光工件為一金屬散熱器2，金屬散熱器2表面光亮，反光效果非常好，其上表面開設(shè)有若干個(gè)連通的槽21，槽21與散熱器上表面的連接部分為倒角，另外上表面開設(shè)有四個(gè)沉孔22。這些沉孔22與槽21形成了凹陷部位，其他非凹陷部位形成了一個(gè)平面。
[0020]圖2所示為基于機(jī)器視覺的反光工件的測量裝置，其包括控制系統(tǒng)3、圖像識別系統(tǒng)6、視覺系統(tǒng)5、升降載物臺4和染料槽I。其中，控制系統(tǒng)3至少控制一個(gè)電機(jī)，該電機(jī)的輸出端通過傳動裝置連接升降載物臺4，待測工件可放置在升降載物臺4表面。染料槽I中注滿染料，一般來說，染料為深色染料，能明顯區(qū)別與工件的表面顏色。升降載物臺4位于染料槽I上方，可以隨著升降載物臺4的下降浸入染料槽I中，也可隨著升降載物臺4的上升離開染料槽I。圖像識別系統(tǒng)6分別與控制系統(tǒng)3、視覺系統(tǒng)5信號連接。視覺系統(tǒng)5至少為一相機(jī)，可對工件表面成像，成像結(jié)果傳輸至圖像識別系統(tǒng)6中識別。
[0021 ]以下描述實(shí)施例中對上述散熱器2輪廓的測量方法。
[0022]I)往染料槽I倒一定量的染色溶液；
2)放置散熱器2在升降載物臺4上，利用外置的光源以低角度照射的方式照射散熱器2上表面，之后調(diào)整相機(jī)高度，使散熱器2以合適大小呈現(xiàn)在相機(jī)中，然后標(biāo)定；
3)調(diào)節(jié)光源亮度，使散熱器2表面有倒角輪廓以及沉孔清晰地呈現(xiàn)在相機(jī)上；
4)電機(jī)驅(qū)動升降載物臺4下降，使整個(gè)散熱器2浸泡在染料中；升降載物臺4再上升離開染料，使散熱器2的槽及沉孔部位裝滿染料，由于染料顏色與散熱器表面顏色的顏色差，使散熱器2的槽裝滿染料以及沉孔有染料部分與未染色部位有較高的對比度，使散熱器2無倒角輪廓清晰地呈現(xiàn)在相機(jī)中；
5)視覺系統(tǒng)5拍照成像，成像結(jié)果由圖像識別系統(tǒng)6進(jìn)行圖像識別，并把相關(guān)尺寸計(jì)算出來，導(dǎo)出到excel表格中，工程師對比參數(shù)確定工件是否合格。
[0023]作為優(yōu)選的，升降載物臺4底面設(shè)有通水孔，在升降載物臺4上升后，染料可以從通水孔中流回染料槽I內(nèi)，減輕電機(jī)的負(fù)載。
[0024]作為優(yōu)選的，光源為LED陣列，能夠保證光強(qiáng)和光線均勻。
[0025]上述是采用自動化的測量裝置進(jìn)行反光工件的測量，該裝置和方法無需人工操作，因此檢測效率更高，也更方便。
[0026]然而也可以對待測工件表面的凹陷部位進(jìn)行手工著色處理，其包括但不僅限于噴涂染色、手工染色，還可以對凹陷部位填充著色物，并使著色物的表面處于相機(jī)的景深范圍。
[0027]需要注意的是，上述的方法中，待測輪廓(工件表面)必須與背景形成較強(qiáng)的對比度。
[0028]以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于，包括以下步驟: a.使用視覺系統(tǒng)對具有凹陷部位的工件表面成像； b.對凹陷部位染色，使凹陷部位相對于工件表面的非凹陷部位形成顏色差； c.再次對工件表面成像，將成像結(jié)果上傳至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行圖像處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:步驟b中，對凹陷部位填充著色物，并使著色物的表面處于視覺系統(tǒng)的景深范圍。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:所述著色物為液態(tài)染料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:使具有凹陷部位的工件表面朝上，將工件浸入裝有液態(tài)染料的染料槽中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:將工件放入升降載物臺中，控制升降載物臺使其帶動工件浸入或移離染料槽。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:所述升降載物臺由電機(jī)控制。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:所述升降載物臺底面設(shè)有通水孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的基于機(jī)器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:步驟a中，利用均勻照度的光源對具有凹陷部位的工件表面低角度照射。
【文檔編號】G01B11/24GK105841632SQ201610290105
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】駱偉岸, 王晗, 陳新度, 羅迪, 鄒學(xué)涌, 房飛宇, 勞劍東, 張寬
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)