一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法与流程

1.本技术涉及智能制造技术领域，尤其是一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法。


背景技术：

2.链轮是一种带嵌齿式扣链齿的轮子，用以与节链环或缆索上节距准确的块体相啮合，属于机械领域常见的驱动零件设备，其加工质量情况会对机械设备的装配情况产生影响，甚至会直接造成机械设备的运行故障，使其使用寿命受到严重影响。
3.大型链轮使用气割工艺进行生产加工，产品加工后的实际轮廓与设计轮廓之间通常存在一定程度的偏差。前道切割工序完成后，需要执行偏差找正工序。若实际产品轮廓与设计轮廓的偏差过大，则列为不合格品。若实际产品轮廓与设计轮廓的偏差在允许范围内，则需要将产品的实际轮廓与设计轮廓进行拟合，确定下道工序的最佳切割基准线。
4.目前，制造企业对大型链轮的加工半成品执行偏差找正工序时，通常由人工使用直角弯尺、划规、划针等手动测量划线工具对中心孔、基准线进行找正，确定加工基准，人工进行测量划线时，常出现手动测量效率低、操作规范性难以控制、测量精度误差浮动不可控等情况，使制造工序难以规范化，增大企业产品质量品控难度。


技术实现要素：

5.本技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法，本技术的技术方案如下：
6.一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法，该链轮加工基准找正方法包括：
7.通过图像采集系统获取待检测链轮的正视剖面的全图成像并进行二值化处理，得到待检测链轮的正视剖面的待检测轮廓图像；
8.基于待检测轮廓图像确定待检测链轮的产品几何数据，产品几何数据至少包括待检测链轮的各个棱点齿距线段，每个棱点齿距线段是连接在相邻两个轮齿的边线之间的线段；
9.基于待检测链轮的产品几何数据检测待检测链轮的加工偏差；
10.当待检测链轮的加工偏差达到偏差阈值时，确定待检测链轮不合格；当待检测链轮的加工偏差未达到偏差阈值时，基于待检测链轮的产品几何数据确定待检测链轮的加工基线模板指示的加工基线在待检测链轮的待检测轮廓图像中的信息、输出待检测链轮的加工基线定位信息。
11.其进一步的技术方案为，确定待检测链轮的各个相邻的轮齿之间的棱点齿距线段的方法包括：
12.识别待检测轮廓图像中的每个轮齿的每条边线上的原始棱点，每条边线上的原始棱点是边线的上边线段与下边线段的交汇点；
13.对各条边线上的原始棱点进行修正处理得到边线对应的修正棱点；
14.将每个轮齿一侧的边线对应的修正棱点与相邻的轮齿的一侧的边线的对应的修正棱点相连，得到两个轮齿之间的棱点齿距线段。
15.其进一步的技术方案为，得到各条边线对应的修正棱点的方法包括：
16.识别待检测轮廓图像中的待检测链轮的内圆圆心，对各条边线上的原始棱点进行以内圆圆心为圆心的圆周拟合得到棱点圆；
17.将位于棱点圆上的原始棱点直接作为所在边线对应的修正棱点，将不位于棱点圆上的原始棱点沿着待检测链轮的径向方向投影到棱点圆上、得到所在边线对应的修正棱点。
18.其进一步的技术方案为，基于待检测链轮的产品几何数据检测待检测链轮的加工偏差的方法包括：
19.根据待检测链轮的产品几何数据确定第一参考线段的第一参考中点，第一参考线段为其中一个棱点齿距线段；
20.确定与第一参考中点与基于待检测轮廓图像所确定的待检测链轮的内圆圆心形成的连线相交的第二参考线段，第二参考线段为其中一个棱点齿距线段或其中一个棱点齿面线段，每个棱点齿面线段是连接在一个轮齿的两条边线之间的线段；
21.确定第二参考线段的第二参考中点与待检测链轮的内圆圆心形成的连线在第一参考线段上的第三参考点；
22.以第一参考中点和第三参考点之间的欧式距离作为待检测链轮的加工偏差。
23.其进一步的技术方案为，根据待检测链轮的产品几何数据确定第一参考线段的方法包括：
24.确定各个棱点齿距线段与标准齿距线段之间的标准差；
25.将与标准齿距线段之间的标准差最大的棱点齿距线段作为第一参考线段。
26.其进一步的技术方案为，输出待检测链轮的加工基线定位信息的方法包括：
27.将待检测链轮的加工基线模板的模板圆心与基于待检测轮廓图像所确定的待检测链轮的内圆圆心对齐；
28.根据待检测链轮的产品几何数据和加工基线模板上的定位线对加工基线模板和待检测轮廓图像进行位置对齐；
29.将加工基线模板上的加工基线投影到位置对齐的待检测轮廓图像上，得到待检测链轮的加工基线定位信息。
30.其进一步的技术方案为，对加工基线模板和待检测轮廓图像进行位置对齐的方法包括：
31.根据待检测链轮的产品几何数据确定第四参考线段的第四参考中点，加工基线模板上的定位线是以加工基线模板的模板圆心为端点的径向射线，且加工基线模板上的定位线指示两个轮齿之间的中间位置，第四参考线段为其中一个棱点齿距线段；
32.确定待检测链轮的内圆圆心与第四参考中点之间的第四连线，并确定加工基线模板上的定位线与第四连线之间的旋转夹角；
33.按照旋转夹角对加工基线模板进行旋转，使得加工基线模板上的定位线与第四连线重合，完成加工基线模板和待检测轮廓图像之间的位置对齐。
34.其进一步的技术方案为，确定待检测链轮的第四参考线段的方法包括：
35.确定各个棱点齿距线段与标准齿距线段之间的标准差；
36.将与标准齿距线段之间的标准差最小的棱点齿距线段作为第四参考线段。
37.其进一步的技术方案为，获取待检测链轮的正视剖面的全图成像的方法包括：
38.通过图像采集系统中的旋转平台带动放置在旋转平台上的待检测链轮周向旋转、使得待检测链轮的正视剖面的不同区域旋转至图像采集系统中的线扫相机的视场范围内；在旋转平台带动待检测链轮周向旋转一周的过程中，通过图像采集系统中的线扫相机获取视场范围内的待检测链轮的区域的局部图像，线扫相机正对旋转平台；
39.对通过线扫相机获取到的各个局部图像分别进行重建得到重建后局部图像，并沿着周向旋转方向对重建后局部图像进行拼接，得到待检测链轮的正视剖面的全图成像。
40.其进一步的技术方案为，对沿着周向旋转方向依次获取到的第i帧局部图像进行重建得到第i帧重建后局部图像的方法包括：
41.确定第i帧局部图像的重建初始角度i是沿着周向旋转方向获取到的局部图像的总帧数；
42.由第i帧局部图像中原始坐标(org_x,org_y)处的像素(org_x,frame_h-org_y-1)映射得到第i帧重建后局部图像中坐标(p_x,p_y)处的像素：
[0043][0044]
其中，第i帧重建后局部图像中的中心坐标为(cx,cy)，且其中，第i帧重建后局部图像中的中心坐标为(cx,cy)，且rebuild_w是第i帧重建后局部图像的图像宽度且rebuild_w＝frame_w*2+1，rebuild_h是第i帧重建后局部图像的图像高度且rebuild_h＝frame_w*2+1；rho＝frame_w-rebuild_h+org_y+1，frame_w是第i帧局部图像的图像宽度。
[0045]
本技术的有益技术效果是：
[0046]
本技术公开了一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法，该方法通过机器视觉的方法，基于获取到的待检测链轮的正视剖面的全图成像进行智能尺寸分析，从而确定待检测链轮的加工偏差以确定待检测链轮是否合格，并将合格的待检测链轮与加工基线模板进行智能匹配，实现角向定位及找正输出加工基线定位信息，可以实现自动化的基准找正，为全自动大型链轮加工过程提供智能检测支持。
附图说明
[0047]
图1是本技术一个实施例中的链轮加工基准找正方法的方法流程图。
[0048]
图2是一个实例中获取到的待检测链轮的正视剖面的全图成像以及二值化处理后的待检测轮廓图像的示意图。
[0049]
图3是本技术一个实施例中的图像采集系统的一个视角的示意图。
[0050]
图4是本技术一个实施例中的图像采集系统的另一个视角的示意图。
[0051]
图5是一个实例中获取到的各帧局部图像的示意图，以及其中一帧重建后局部图像以及最后得到的全图成像的示意图。
[0052]
图6是本技术一个实施例中得到各条棱点齿距线段和棱点齿面线段的方法流程图。
[0053]
图7是一个实例中得到的各条棱点齿距线段和棱点齿面线段的示意图。
[0054]
图8是本技术一个实施例中确定待检测链轮的加工偏差的方法流程图。
[0055]
图9是一个实例中待检测链轮的加工偏差的示意图。
[0056]
图10是一个实例中的加工基线模板的示意图。
[0057]
图11是本技术一个实施例中得到待检测链轮的加工基线定位信息的方法流程图。
[0058]
图12是一个实例中加工基线模板上的定位线与待检测轮廓图像的第四连线之间的旋转夹角的示意图，以及完成加工基线模板和待检测轮廓图像的位置对齐后，加工基线模板上的加工基线在全图成像上的投影示意图。
具体实施方式
[0059]
下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。
[0060]
本技术公开了一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法，请参考图1所示的流程图，该方法包括如下步骤：
[0061]
步骤1，通过图像采集系统获取待检测链轮的正视剖面的全图成像并进行二值化处理，从而可以将待检测链轮与背景图像进行区分，得到待检测链轮的正视剖面的待检测轮廓图像。
[0062]
图2示出了一个实例中获取到的待检测链轮1的正视剖面的全图成像以及二值化处理后的待检测轮廓图像的示意图。待检测链轮的正视剖面是垂直于待检测链轮的旋转轴的剖面，获取到的待检测链轮1的正视剖面的全图成像包括待检测链轮呈圆形结构且周向分布有若干个轮齿1a。图2以待检测链轮1沿着圆周包含7个轮齿1a为例。
[0063]
本技术针对的待检测链轮一般是大型工业用链轮，由于待检测链轮的尺寸较大，直接获取如图2所示的待检测链轮的正视剖面的全图成像难度较大，因此在一个实施例中，用于获取待检测链轮的正视剖面的全图成像的图像采集系统包括旋转平台2和线扫相机3，请结合3和图4所示的图像采集系统的结构，待检测链轮1放置在旋转平台2上，待检测链轮1的正视剖面平行于旋转平台2的平面，为了方便定位，旋转平台2上设置有凸起的定位固定轴，待检测链轮1的内圆套设在旋转平台2的定位固定轴上，实现定位固定。
[0064]
线扫相机3固定在旋转平台2上方且正对旋转平台2。当旋转平台2周向转动时，会带动放置在旋转平台上的待检测链轮1也进行周向旋转，使得待检测链轮1的正视剖面的不同区域旋转至图像采集系统中的线扫相机3的视场范围内，在旋转平台带动待检测链轮周向旋转一周的过程中，通过线扫相机3获取视场范围内的待检测链轮1的不同区域的局部图像。
[0065]
在旋转平台2带动待检测链轮1周向旋转350度后，即可通过线扫相机3依次获取到待检测链轮1的不同区域的多帧局部图像。在实际应用时，一般通过旋转平台2带动待检测
链轮1依次将各个轮齿旋转至线扫相机3的视场范围内，则通过线扫相机3获取到的每帧局部图像中分别包括一个轮齿及其周围区域的图像，因此在图2所示的实例中，通过线扫相机3获取到的一共7帧局部图像如图5所示，每帧局部图像覆盖一个轮齿所在区域。然后对通过线扫相机获取到的各个局部图像分别进行重建得到重建后局部图像。
[0066]
在一个实施例中，对沿着周向旋转方向依次获取到的第i帧局部图像进行重建得到第i帧重建后局部图像的方法包括：确定第i帧局部图像的重建初始角度i是沿着周向旋转方向获取到的局部图像的总帧数。然后由第i帧局部图像中原始坐标(org_x,org_y)处的像素(org_x,frame_h-org_y-1)映射得到第i帧重建后局部图像中坐标(p_x,p_y)处的像素：
[0067][0068]
其中，第i帧重建后局部图像中的中心坐标为(cx,cy)，且其中，第i帧重建后局部图像中的中心坐标为(cx,cy)，且rebuild_w是第i帧重建后局部图像的图像宽度且rebuild_w＝frame_w*2+1，rebuild_h是第i帧重建后局部图像的图像高度且rebuild_h＝frame_w*2+1；rho＝frame_w-rebuild_h+org_y+1，frame_w是第i帧局部图像的图像宽度。
[0069]
然后沿着周向旋转方向对重建后局部图像进行拼接，得到待检测链轮的正视剖面的全图成像。为了便于拼接，在采集局部图像时，可以通过调节线扫相机3的视场范围和拍摄的位置使得获取到的各帧局部图像之间相连但不重合，则直接对各帧重建后局部图像进行拼接即可。或者相邻的重建后局部图像之间也可能存在重叠，也可以采用现有的图像拼接技术完成图像拼接。图5示出了对其中一帧局部图像进行重建得到的重建后局部图像的示意图，对其他各帧局部图像重建得到的重建后局部图像未全部示出，最后对各帧重建后局部图像沿着周向旋转方向进行拼接，即可得到如图2所示的待检测链轮的正视剖面的全图成像。
[0070]
另外为了提高获取到的图像的质量，旋转平台2上方还固定有视觉光源4，视觉光源4照射线扫相机3的视场范围处，提高线扫相机3获取到的局部图像的图像质量。
[0071]
线扫相机3和视觉光源4可以固定在龙门架9上。另外在图像采集系统中，为了方便待检测链轮1的取放，如图3和图4所示，旋转平台2置于输送平台5上，输送平台5设置在输送滑轨6内可以沿着输送滑轨6滑动。输送平台5沿着输送滑轨6运动至龙门架9外部时，可以方便吊装待检测链轮1放置在旋转平台2上或从旋转平台2上吊装取下。当待检测链轮1放置在旋转平台2上需要检测时，输送平台5沿着输送滑轨6运动至龙门架9内部位于线扫相机3和视觉光源4下方，可以按上述方法采集全图成像。如图3和4以输送平台5沿着输送滑轨6运动至龙门架9内部位于线扫相机3和视觉光源4下方的情况为例进行图示。
[0072]
为了适应不同尺寸的待检测链轮1，线扫相机3通过三轴运动平台8固定在龙门架9上，则通过三轴运动平台8可以带动线扫相机3调整位置，以更好的拍摄待检测链轮1。同样的，视觉光源4通过三轴运动平台7固定在龙门架9上，则通过三轴运动平台7可以带动线扫相机3调整位置，以更好的照射待检测链轮1。
[0073]
图像采集系统还包括总控制器10，总控制器10连接并控制图像采集系统中各部件的工作过程，并获取线扫相机3采集到的多帧局部图像以及通过上述方法得到全图成像。本技术的链轮加工基准找正方法也可以认为是总控制器10执行的方法。
[0074]
步骤2，基于待检测轮廓图像确定待检测链轮的产品几何数据，产品几何数据至少包括待检测链轮的各个棱点齿距线段。
[0075]
待检测链轮1的每个轮齿包括两侧的边线，每个棱点齿距线段是连接在相邻两个轮齿的边线之间的线段，是连接在任意一个轮齿a的右侧的边线及其相邻的轮齿b的左侧的边线之间的线段，轮齿b是位于轮齿a右侧的轮齿。
[0076]
在一个实施例中，确定各个棱点齿距线段的方法包括，请参考图6所示的流程图：
[0077]
步骤2.1，识别待检测轮廓图像中的每个轮齿的每条边线上的原始棱点，每条边线上的原始棱点是边线的上边线段与下边线段的交汇点。
[0078]
步骤2.2，对各条边线上的原始棱点进行修正处理得到边线对应的修正棱点。包括：
[0079]
(1)识别待检测轮廓图像中的待检测链轮的内圆圆心，对各条边线上的原始棱点进行以内圆圆心为圆心的圆周拟合得到棱点圆。理论上，由于链轮的对称性结构，各条边线上的原始棱点应该都在棱点圆上，但是由于实际加工的误差，可能导致部分轮齿存在加工误差，就会导致有部分原始棱点不在棱点圆上。
[0080]
比如请参考图7，从图2所示的实例中的待检测轮廓图像中可以识别得到的内圆圆心o以及14个原始棱点n1～n14，以o为圆心、对各个原始棱点进行圆周拟合得到的棱点圆如虚线所示，通过图7可以看出，由于轮齿的加工偏差问题，导致原始棱点n7和n8不在棱点圆上，而其他的12个原始棱点都在棱点圆上。需要说明的是，实际待检测轮廓图像是如图2中的二值化图像，但为了方便图示，图7及后续图示仅示出待检测轮廓图像指示的待检测轮齿的外轮廓。
[0081]
(2)将位于棱点圆上的原始棱点直接作为所在边线对应的修正棱点，将不位于棱点圆上的原始棱点沿着待检测链轮的径向方向投影到棱点圆上、得到所在边线对应的修正棱点，沿着待检测链轮的径向方向投影到棱点圆上表示确定内圆圆心o与原始棱点之间的射线与棱点圆的交点为修正棱点。比如在图7中，将内圆圆心o与原始棱点n8之间的射线与棱点圆的交点n8’作为n8所在边线对应的修正棱点，将内圆圆心o与原始棱点n7之间的射线与棱点圆的交点n7’作为n7所在边线对应的修正棱点，其他在棱点圆上的原始棱点直接作为所在边线对应的修正棱点。
[0082]
步骤2.3，将每个轮齿一侧的边线对应的修正棱点与相邻的轮齿的相邻一侧的边线的对应的修正棱点相连，得到两个轮齿之间的棱点齿距线段。比如图7中，得到分别位于7个轮齿之间的7条棱点齿距线段l11、l12、l13、l14、l15、l16和l17。
[0083]
在另一个实施例中，待检测链轮的产品几何数据除了包括待检测链轮的各个棱点齿距线段之外，还包括待检测链轮的各个棱点齿面线段，每个棱点齿面线段是连接在一个
轮齿的两条边线之间的线段。则如图6流程图所示，与上述确定棱点齿距线段的方法类似，在确定得到各条边线对应的修正棱点后，将每个轮齿两侧的边线对应的修正棱点相连，得到连接在该轮齿的两侧边线之间的棱点齿面线段。请参考图7所示的实例，还可以得到分别位于7个轮齿的齿面上的7条棱点齿面线段l21、l22、l23、l24、l25、l26和l27。
[0084]
除了棱点齿距线段和棱点齿面线段之外，待检测链轮的产品几何数据还包括用于表征待检测链轮的几何特征的其他参数，包括：内圆圆心至各个原始棱点的径向射线与预先标定的正方向的夹角，内圆圆心至各个修正棱点的径向射线与预先标定的正方向的夹角等等，具体输出的参数可以根据实际情况配置，从而给后道工序提供所需的参数。
[0085]
步骤3，基于待检测链轮的产品几何数据检测待检测链轮的加工偏差。包括如下步骤，请参考图8所示的流程图以及图9所示的实例示意图：
[0086]
步骤3.1，根据待检测链轮的产品几何数据确定第一参考线段的第一参考中点node1，第一参考线段为其中一个棱点齿距线段。根据实际加工经验，待检测链轮的加工偏差主要是轮齿之间的齿距大小的偏差，轮齿的尺寸出现的加工偏差不大，因此本技术以棱点齿距线段为基准来检测待检测链轮的加工偏差。
[0087]
为了能够更好地体现待检测链轮的加工偏差，且为了方便后续修正待检测链轮时可以执行尽可能的少的修正工序，在一个实施例中，首先确定各个棱点齿距线段与标准齿距线段之间的标准差，然后将与标准齿距线段之间的标准差最大的棱点齿距线段作为第一参考线段。比如在图9的实例中，将与标准齿距线段之间的标准差最大的棱点齿距线段l14作为第一参考线段。
[0088]
步骤3.2，确定与第一参考中点node1与基于待检测轮廓图像所确定的待检测链轮的内圆圆心o形成的连线相交的第二参考线段。
[0089]
根据待检测链轮的结构不同，第二参考线段可能是其中一个棱点齿距线段，也可能是其中一个棱点齿面线段。比如在图9的实例中，第二参考线段为棱点齿面线段l21。
[0090]
步骤3.3，确定第二参考线段的第二参考中点node2与待检测链轮的内圆圆心o形成的连线在第一参考线段上的第三参考点node3。
[0091]
步骤3.4，以第一参考中点node1和第三参考点node3之间的欧式距离作为待检测链轮的加工偏差。
[0092]
步骤4，当待检测链轮的加工偏差达到偏差阈值时，确定待检测链轮不合格，并结束该基准找正方法。
[0093]
步骤5，当待检测链轮的加工偏差未达到偏差阈值时，基于待检测链轮的产品几何数据确定待检测链轮的加工基线模板指示的加工基线在待检测链轮的待检测轮廓图像中的信息、输出待检测链轮的加工基线定位信息。
[0094]
请参考图10示出了待检测链轮的加工基线模板的示意图，待检测链轮的加工基线模板是待检测链轮的标准设计图，加工基线模板上包括若干条加工基线，用于指示需要在待检测链轮上加工的位置。除了加工基线之外，加工基线模板上还包括与定位线ls，定位线ls是以加工基线模板的模板圆心o’为端点的径向射线，在实际应用中，定位线ls指示两个轮齿之间的中间位置或指示一个轮齿的中间位置，可以预先配置。一般加工基线模板上的定位线指示两个轮齿之间的中间位置。则该步骤包括如下步骤，请参考图,1的流程图：
[0095]
步骤5.1，将待检测链轮的加工基线模板的模板圆心o’与基于待检测轮廓图像所
确定的待检测链轮的内圆圆心o对齐。
[0096]
步骤5.2，根据待检测链轮的产品几何数据和加工基线模板上的定位线ls对加工基线模板和待检测轮廓图像进行位置对齐。包括：
[0097]
(1)根据待检测链轮的产品几何数据确定第四参考线段的第四参考中点node4。由于加工基线模板上的定位线ls指示两个轮齿之间的中间位置，因此在该步骤中，第四参考线段为其中一个棱点齿距线段。
[0098]
同样的，为了方便后续修正待检测链轮时可以执行尽可能的少的修正工序，该步骤首先确定各个棱点齿距线段与标准齿距线段之间的标准差，然后将与标准齿距线段之间的标准差最小的棱点齿距线段作为第四参考线段node4。
[0099]
(2)确定待检测链轮的内圆圆心o与第四参考中点node4之间的第四连线，并确定加工基线模板上的定位线ls与第四连线之间的旋转夹角α。
[0100]
在实际确定时，可以首先确定第四连线与预定的正方向之间的夹角θ，然后确定定位线ls与预定的正方向之间的夹角β，通过夹角θ和夹角β的角度差即能确定定位线ls与第四连线之间的旋转夹角α。
[0101]
(3)按照旋转夹角α对加工基线模板进行旋转，使得加工基线模板上的定位线ls与第四连线重合，即可完成加工基线模板和待检测轮廓图像之间的位置对齐。
[0102]
步骤5.3，将完成位置对齐的加工基线模板上的加工基线投影到位置对齐的待检测轮廓图像上，得到待检测链轮的加工基线定位信息。如图12中示出了加工基线在全图成像上的投影示意图。
[0103]
以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法，其特征在于，所述链轮加工基准找正方法包括：通过图像采集系统获取待检测链轮的正视剖面的全图成像并进行二值化处理，得到所述待检测链轮的正视剖面的待检测轮廓图像；基于所述待检测轮廓图像确定所述待检测链轮的产品几何数据，所述产品几何数据至少包括所述待检测链轮的各个棱点齿距线段，每个棱点齿距线段是连接在相邻两个轮齿的边线之间的线段；基于所述待检测链轮的产品几何数据检测所述待检测链轮的加工偏差；当所述待检测链轮的加工偏差达到偏差阈值时，确定所述待检测链轮不合格；当所述待检测链轮的加工偏差未达到所述偏差阈值时，基于所述待检测链轮的产品几何数据确定所述待检测链轮的加工基线模板指示的加工基线在所述待检测链轮的待检测轮廓图像中的信息、输出所述待检测链轮的加工基线定位信息。2.根据权利要求1所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，确定所述待检测链轮的各个相邻的轮齿之间的棱点齿距线段的方法包括：识别所述待检测轮廓图像中的每个轮齿的每条边线上的原始棱点，每条边线上的原始棱点是所述边线的上边线段与下边线段的交汇点；对各条边线上的原始棱点进行修正处理得到所述边线对应的修正棱点；将每个轮齿一侧的边线对应的修正棱点与相邻的轮齿的一侧的边线的对应的修正棱点相连，得到两个轮齿之间的棱点齿距线段。3.根据权利要求2所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，得到各条边线对应的修正棱点的方法包括：识别所述待检测轮廓图像中的所述待检测链轮的内圆圆心，对各条边线上的原始棱点进行以所述内圆圆心为圆心的圆周拟合得到棱点圆；将位于所述棱点圆上的原始棱点直接作为所在边线对应的修正棱点，将不位于所述棱点圆上的原始棱点沿着所述待检测链轮的径向方向投影到棱点圆上、得到所在边线对应的修正棱点。4.根据权利要求1所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，基于所述待检测链轮的产品几何数据检测所述待检测链轮的加工偏差的方法包括：根据所述待检测链轮的产品几何数据确定第一参考线段的第一参考中点，所述第一参考线段为其中一个棱点齿距线段；确定与所述第一参考中点与基于所述待检测轮廓图像所确定的所述待检测链轮的内圆圆心形成的连线相交的第二参考线段，所述第二参考线段为其中一个棱点齿距线段或其中一个棱点齿面线段，每个棱点齿面线段是连接在一个轮齿的两条边线之间的线段；确定所述第二参考线段的第二参考中点与所述待检测链轮的内圆圆心形成的连线在所述第一参考线段上的第三参考点；以所述第一参考中点和所述第三参考点之间的欧式距离作为所述待检测链轮的加工偏差。5.根据权利要求4所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，根据所述待检测链轮的产品几何数据确定第一参考线段的方法包括：
确定各个棱点齿距线段与标准齿距线段之间的标准差；将与所述标准齿距线段之间的标准差最大的棱点齿距线段作为所述第一参考线段。6.根据权利要求1所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，输出所述待检测链轮的加工基线定位信息的方法包括：将所述待检测链轮的加工基线模板的模板圆心与基于所述待检测轮廓图像所确定的所述待检测链轮的内圆圆心对齐；根据所述待检测链轮的产品几何数据和所述加工基线模板上的定位线对所述加工基线模板和所述待检测轮廓图像进行位置对齐；将所述加工基线模板上的加工基线投影到位置对齐的所述待检测轮廓图像上，得到所述待检测链轮的加工基线定位信息。7.根据权利要求6所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，对所述加工基线模板和所述待检测轮廓图像进行位置对齐的方法包括：根据所述待检测链轮的产品几何数据确定第四参考线段的第四参考中点，所述加工基线模板上的定位线是以所述加工基线模板的模板圆心为端点的径向射线，且所述加工基线模板上的定位线指示两个轮齿之间的中间位置，所述第四参考线段为其中一个棱点齿距线段；确定所述待检测链轮的内圆圆心与所述第四参考中点之间的第四连线，并确定所述加工基线模板上的定位线与所述第四连线之间的旋转夹角；按照所述旋转夹角对所述加工基线模板进行旋转，使得所述加工基线模板上的定位线与所述第四连线重合，完成所述加工基线模板和所述待检测轮廓图像之间的位置对齐。8.根据权利要求7所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，确定所述待检测链轮的第四参考线段的方法包括：确定各个棱点齿距线段与标准齿距线段之间的标准差；将与所述标准齿距线段之间的标准差最小的棱点齿距线段作为所述第四参考线段。9.根据权利要求1所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，获取所述待检测链轮的正视剖面的全图成像的方法包括：通过所述图像采集系统中的旋转平台带动放置在所述旋转平台上的所述待检测链轮周向旋转、使得所述待检测链轮的正视剖面的不同区域旋转至所述图像采集系统中的线扫相机的视场范围内；在所述旋转平台带动所述待检测链轮周向旋转一周的过程中，通过所述图像采集系统中的线扫相机获取视场范围内的所述待检测链轮的区域的局部图像，所述线扫相机正对所述旋转平台；对通过所述线扫相机获取到的各个局部图像分别进行重建得到重建后局部图像，并沿着周向旋转方向对重建后局部图像进行拼接，得到所述待检测链轮的正视剖面的全图成像。10.根据权利要求9所述的链轮加工基准找正方法，其特征在于，对沿着周向旋转方向依次获取到的第i帧局部图像进行重建得到第i帧重建后局部图像的方法包括：确定第i帧局部图像的重建初始角度i是沿着周向旋转方向获取到的局部图像的总帧数；
由第i帧局部图像中原始坐标(org_x,org_y)处的像素(org_x,frame_h-org_y-1)映射得到第i帧重建后局部图像中坐标(p_x,p_y)处的像素：其中，第i帧重建后局部图像中的中心坐标为(cx,cy)，且其中，第i帧重建后局部图像中的中心坐标为(cx,cy)，且rebuild_w是第i帧重建后局部图像的图像宽度且rebuild_w＝frame_w*2+1，rebuild_h是第i帧重建后局部图像的图像高度且rebuild_h＝frame_w*2+1；rho＝frame_w-rebuild_h+org_y+1，frame_w是第i帧局部图像的图像宽度。

技术总结
本申请公开了一种基于机器视觉的链轮加工基准找正方法，涉及智能制造技术领域，该方法通过机器视觉的方法，基于获取到的待检测链轮的正视剖面的全图成像进行智能尺寸分析，从而确定待检测链轮的加工偏差以确定待检测链轮是否合格，并将合格的待检测链轮与加工基线模板进行智能匹配，实现角向定位及找正输出加工基线定位信息，可以实现自动化的基准找正，为全自动大型链轮加工过程提供智能检测支持。为全自动大型链轮加工过程提供智能检测支持。为全自动大型链轮加工过程提供智能检测支持。


技术研发人员：丁发展 郑锦泉
受保护的技术使用者：雪浪数制（上海）科技有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/12