一種基于機器視覺的反光工件的高精度測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于機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，將成像結果上傳至計算機中進行圖像處理。本發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，從而由視覺系統區別出凹陷部位和非凹陷部位，再利用計算機進行圖像處理后即能得出反光工件的輪廓，該方法能夠對反光的工件進行高精度測量，并且極大程度上優化了特征識別的算法，進而提高檢測效率。本發明可用于反光工件輪廓的高精度測量。
【專利說明】
一種基于機器視覺的反光工件的高精度測量方法
技術領域
[0001]本發明涉及反光工件測量領域，特別是涉及一種基于機器視覺的反光工件的高精度測量方法。
【背景技術】
[0002]隨著勞動力成本的上升，人力逐漸被機器所代替，其中，人們逐漸使用機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]機器視覺是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。
[0004]工件槽:工件表面上經過車、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。機器視覺用于識別反光工件也存在一定的技術瓶頸，主要問題存在于:待檢測輪廓與背景區域對比度極小，相機獲取的圖片中的輪廓特征十分難以被提取，即使通過復雜算法將其提取出來，系統的魯棒性也很差，應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，通用的圖像識別算法在復雜的反光條件下也存在無法解析的情況。
[0006]為此，現在大多數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現對工件內輪廓的測量，缺點在于工時長，效率低下。使用機器視覺測量代替人工測量來提高效率是一個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、魯棒性強的方法測量反光的工件。
【發明內容】
[0007]為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于機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]本發明所采用的技術方案是:
一種基于機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，將成像結果上傳至計算機中進行圖像處理。
[0009]作為本發明的進一步改進，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的景深范圍。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述著色物為液態染料。
[0011]作為本發明的進一步改進，使具有凹陷部位的工件表面朝上，將工件浸入裝有液態染料的染料槽中。
[0012]作為本發明的進一步改進，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]作為本發明的進一步改進，所述升降載物臺由電機控制。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述升降載物臺底面設有通水孔。
[0015]作為本發明的進一步改進，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]本發明的有益效果是:本發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，從而由視覺系統區別出凹陷部位和非凹陷部位，再利用計算機進行圖像處理后即能得出反光工件的輪廓，該方法能夠對反光的工件進行高精度測量，并且極大程度上優化了特征識別的算法，進而提高檢測效率。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[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，其上表面開設有若干個連通的槽21，槽21與散熱器上表面的連接部分為倒角，另外上表面開設有四個沉孔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平面。
[0020]圖2所示為基于機器視覺的反光工件的測量裝置，其包括控制系統3、圖像識別系統6、視覺系統5、升降載物臺4和染料槽I。其中，控制系統3至少控制一個電機，該電機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6分別與控制系統3、視覺系統5信號連接。視覺系統5至少為一相機，可對工件表面成像，成像結果傳輸至圖像識別系統6中識別。
[0021 ]以下描述實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，之后調整相機高度，使散熱器2以合適大小呈現在相機中，然后標定；
3)調節光源亮度，使散熱器2表面有倒角輪廓以及沉孔清晰地呈現在相機上；
4)電機驅動升降載物臺4下降，使整個散熱器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在相機中；
5)視覺系統5拍照成像，成像結果由圖像識別系統6進行圖像識別，并把相關尺寸計算出來，導出到excel表格中，工程師對比參數確定工件是否合格。
[0023]作為優選的，升降載物臺4底面設有通水孔，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，減輕電機的負載。
[0024]作為優選的，光源為LED陣列，能夠保證光強和光線均勻。
[0025]上述是采用自動化的測量裝置進行反光工件的測量，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的對比度。
[0028]以上所述只是本發明優選的實施方式，其并不構成對本發明保護范圍的限制。
【主權項】
1.一種基于機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，將成像結果上傳至計算機中進行圖像處理。2.根據權利要求1所述的基于機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的景深范圍。3.根據權利要求2所述的基于機器視覺的反光工件的高精度測量方法，其特征在于:所述著色物為液態染料。4.根據權利要求3所述的基于機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染料的染料槽中。5.根據權利要求4所述的基于機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.根據權利要求5所述的基于機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控制。7.根據權利要求6所述的基于機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有通水孔。8.根據權利要求1至7中任一項所述的基于機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
【發明人】駱偉岸, 王晗, 陳新度, 羅迪, 鄒學涌, 房飛宇, 勞劍東, 張寬
【申請人】廣東工業大學