【摘 要】
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工件的高精度检测是保证企业生产质量的必要环节,随着工业智能化的发展,直线轴承的加工精度和检测要求越来越高,采用传统人工的方法进行检测,不仅经济性差、效率低,且容易出现漏检、误检的情况。视觉检测技术具有精度高、速度快、非接触的优势,能够更好的满足现代化零件生产时的大批量检测需求。本文以直线轴承为例,从该零件几何特征的视觉测量研究分析出发,主要完成以下工作:（1）针对测量需求,进行测量系统硬件和软件总
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工件的高精度检测是保证企业生产质量的必要环节,随着工业智能化的发展,直线轴承的加工精度和检测要求越来越高,采用传统人工的方法进行检测,不仅经济性差、效率低,且容易出现漏检、误检的情况。视觉检测技术具有精度高、速度快、非接触的优势,能够更好的满足现代化零件生产时的大批量检测需求。本文以直线轴承为例,从该零件几何特征的视觉测量研究分析出发,主要完成以下工作:（1）针对测量需求,进行测量系统硬件和软件总体方案设计,搭建了视觉检测平台;分析了硬件环境中光照强度对零件图像边缘定位的影响规律,探究了背光照明和组合照明的曝光参数优选方法;为完成图像像素与世界坐标单位转换,分析了相机的标定模型,通过标定实验,获取了相机的内参和外参。（2）对图像预处理进行研究,并选择中值滤波去除图像噪声;为了提取零件图像的轮廓,实验对比了多种边缘检测算子的优缺点,并在Canny算子的基础上,使用图像RIO和Otsu算法进行优化,达到了更好的检测效果;通过最小二乘法完成图像的边缘拟合,以获取零件的几何特征信息;为解决工业产品轮廓图像容易混入毛刺等干扰问题,在圆拟合基础上增加权重函数进行迭代加权,并实验分析了Huber和Tukey两种权重函数的阈值取值规律,通过优选迭代阈值,有效降低了孔径特征图像在拟合过程中存在的毛刺影响。（3）针对远心镜头无法直接全景拍摄工件的较长尺寸特征问题,通过图像拼接方法获取完整的长度特征图像,用于零件的长度测量。对比分析了基于Harris、Forstner两种图像拼接算法,并通过实验验证了Harris算子更适合本系统;为了解决图像拼接的效率问题,在Harris算子的基础上,提出了一种基于近似重合区域的高斯金字塔分层搜索算法,实验结果表明该方法能有效提高图像拼接的检测速度。（4）为了方便使用,通过Qt联合Halcon设计了视觉系统的软件互交界面,使其具有实时显示功能;通过测量实验验证了视觉系统的测量精度,实验表明,内外径和同心度测量精度在0.01mm以内,长度测量精度在0.03mm以内,能够满足系统的测量要求。综上所述,本课题的研究内容有利于解决工业零件测量的实时性与稳定性问题,对提高视觉测量在生产实践中的推广应用具有一定的理论意义和工程价值。
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