本發(fā)明涉及一種提取圓柱形盲孔孔心坐標(biāo)的方法。特別是涉及一種影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法。

背景技術(shù)：

機(jī)械加工中，工序間利用孔作為定位基準(zhǔn)是非常通用的方法，如“一面兩銷”法就是機(jī)械加工中的經(jīng)典定位方法。但由于孔在加工時存在允許誤差，定位銷的上偏差不能超過孔的下偏差。當(dāng)孔的實(shí)際尺寸達(dá)到上偏差時，孔的允差就不可避免的轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄎ徽`差?，F(xiàn)有孔的定位問題可以應(yīng)用坐標(biāo)測量機(jī)解決，三坐標(biāo)機(jī)檢測孔心可以達(dá)到較高的測量精度，但是由于三坐標(biāo)機(jī)在操作過程中需要將工件離線測量，無法實(shí)現(xiàn)在線快速測量。同時三坐標(biāo)測量在測量過程中需要事先標(biāo)定，對測量環(huán)境要求較高，并且三坐標(biāo)測量機(jī)的使用成本也存在較高的問題。為了解決這種問題，有人提出了“影像軟定位”法。即用視覺傳感器為孔成像，利用圖像處理技術(shù)提取孔心坐標(biāo)。此時，如果孔的圓度誤差可以忽略不計(jì)的話，孔的尺寸誤差將不再影像孔心位置。

“影像軟定位”法也存在問題——視覺傳感器為孔成像通常得到的是孔端面的像。如果孔端面存在倒角，并且倒角與孔不同心，最后解算出的孔心可能不能正確表征孔的實(shí)際定位中心。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種快速、精確、通用性強(qiáng)、測量范圍大的影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法，是使用影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的坐標(biāo)提取裝置進(jìn)行提取的方法，所述的坐標(biāo)提取裝置包括有正三棱柱和連接在所述正三棱柱上的握柄，其中所述的正三棱柱的一個角固定地卡嵌在所述握柄一端的端部，且所述正三棱柱的上端面與所述握柄的上端面在同一平面上；所述的方法包括如下步驟：

1)將坐標(biāo)提取裝置中的正三棱柱插入盲孔中，使正三棱柱底面與盲孔內(nèi)待測端面在同一平面上；

2)將正三棱柱上遠(yuǎn)離握柄的兩個角所在的棱與所述的盲孔的內(nèi)壁緊密接觸；

3)通過握柄旋轉(zhuǎn)正三棱柱360度，在旋轉(zhuǎn)過程中通過影像測量的方式采集正三棱柱上端面的外接圓圓心標(biāo)記點(diǎn)所形成的軌跡；

4)因步驟3)所形成的軌跡構(gòu)成的圓與盲孔內(nèi)待測端面為同心圓，從而得到正三棱柱上端面的外接圓圓心標(biāo)記點(diǎn)所形成的軌跡構(gòu)成的圓心O即為盲孔內(nèi)待測端面的圓心。

在步驟3)的旋轉(zhuǎn)過程中，要使正三棱柱上遠(yuǎn)離握柄的兩個角所在的棱與所述的盲孔的內(nèi)壁始終緊密接觸。

本發(fā)明的影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法，基于視覺傳感器，具有快速、精確、通用性強(qiáng)、測量范圍大的特點(diǎn)，能夠給出具體測量值，方便工業(yè)測量與科學(xué)研究使用。本發(fā)明具有如下具體特點(diǎn)：

1、測量的便捷性：相較于坐標(biāo)測量機(jī)測量，本發(fā)明的測量方法不需要將待測物體移動到坐標(biāo)測量機(jī)上。同時架設(shè)相機(jī)的校準(zhǔn)與調(diào)試相較于坐標(biāo)測量機(jī)更為便利。測量儀體積小，運(yùn)輸，安裝便利。

1)測量的通用：依據(jù)本發(fā)明的測量方法可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)不同規(guī)格大小的測量裝置，根據(jù)待測孔徑的范圍選擇不同規(guī)格的測量裝置。

2)測量的精確性：采用相機(jī)采集圖像標(biāo)記點(diǎn)的位置圖像，擬合出圖像標(biāo)記點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。由于影像測量的精度很高，同時擬合運(yùn)動軌跡已有成熟的數(shù)學(xué)算法。因此通過擬合圓的圓心表征待測孔孔心有較高的精度。

測量的安全性：在測量過程中雖然為接觸測量，但并未與待測物體發(fā)生激烈的機(jī)械碰撞，不會損傷待測物體。

附圖說明

圖1是本發(fā)明使用的影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的坐標(biāo)提取裝置；

圖2是本發(fā)影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法的測量原理圖；

圖3是本發(fā)影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法的測量過程圖。

圖中

1：正三棱柱 2：握柄

3：盲孔 4：棱

5：棱 6：外接圓圓心

7：軌跡

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法做出詳細(xì)說明。

本發(fā)明的影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的方法，是使用圖1中所示的影像測量中提取圓柱形盲孔中央任意面孔心坐標(biāo)的坐標(biāo)提取裝置進(jìn)行提取的方法，所述的坐標(biāo)提取裝置，如圖1所示，包括有正三棱柱1和連接在所述正三棱柱1上的握柄2，其中所述的正三棱柱1的一個角固定地卡嵌在所述握柄2一端的端部，且所述正三棱柱1的上端面與所述握柄2的上端面在同一平面上，圖中6為正三棱柱1上端面的外接圓圓心；所述的方法包括如下步驟：

1)如圖1所示，將坐標(biāo)提取裝置中的正三棱柱1插入盲孔3中，使正三棱柱1底面與盲孔3內(nèi)待測端面在同一平面上；

2)將正三棱柱1上遠(yuǎn)離握柄2的兩個角所在的棱4、5與所述的盲孔3的內(nèi)壁緊密接觸；

3)如圖2、圖3所示，通過握柄2將正三棱柱1旋轉(zhuǎn)360度，為測量方便，可將坐標(biāo)提取裝置的握柄放置在待測盲孔的外邊上，方便固定。在旋轉(zhuǎn)過程中通過影像測量的方式采集正三棱柱1上端面的外接圓圓心標(biāo)記點(diǎn)6所形成的軌跡7。在的旋轉(zhuǎn)過程中，在旋轉(zhuǎn)過程中要使正三棱柱1上遠(yuǎn)離握柄2的兩個角所在的棱4、5與所述的盲孔3的內(nèi)壁始終緊密接觸；

可以在三棱柱1正上方適當(dāng)位置放置相機(jī)，要保證三棱柱1頂端面外接圓圓心6所形成的軌跡7在相機(jī)的視場內(nèi)。

在測量中應(yīng)盡可能多的采集坐標(biāo)提取裝置上三棱柱1頂端面外接圓圓心6所形成的軌跡7的圖像，同時保證每兩個圖像采集點(diǎn)之間坐標(biāo)提取裝置的旋轉(zhuǎn)角度不要變化過大。以保證采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

4)因步驟3)所形成的軌跡7構(gòu)成的圓與盲孔3內(nèi)待測端面為同心圓，從而得到正三棱柱1上端面的外接圓圓心標(biāo)記點(diǎn)6所形成的軌跡7構(gòu)成的圓心O即為盲孔3內(nèi)待測端面的圓心。