本發(fā)明機(jī)械零件檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種基于雙色照明的保持架正反面圖像判別方法。

背景技術(shù)：

保持架部分地包裹全部或部分滾動(dòng)體，并隨之運(yùn)動(dòng)，用以隔離滾動(dòng)體，引導(dǎo)滾動(dòng)體并將其保持在軸承內(nèi)。對(duì)于汽車(chē)傳動(dòng)裝置等具有較高轉(zhuǎn)速的設(shè)備上的保持架，對(duì)于尺寸精度的要求很高。保持架在生產(chǎn)過(guò)程中如果尺寸精度不達(dá)標(biāo)，安裝在車(chē)輛上面就會(huì)導(dǎo)致保持架的過(guò)渡磨損，影響球籠使用壽命，或者行車(chē)安全等問(wèn)題。本發(fā)明所提及的保持架是指經(jīng)過(guò)車(chē)削后形成的內(nèi)外表面均為球面，兩端為平面的金屬構(gòu)件，在現(xiàn)有的保持架加工技術(shù)中一般是由人工對(duì)保持架通過(guò)機(jī)械式的測(cè)量來(lái)判別正反面，然后保證進(jìn)行下一道加工工序的時(shí)候，這些保持架能夠按照同一個(gè)方向進(jìn)入加工設(shè)備中。在大批量的生產(chǎn)實(shí)際中，一方面，由于工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度很高，人工判別可能會(huì)出現(xiàn)漏判或者判別失誤的情況，切保持架正反面相差不是很明顯，如果測(cè)量工具的精度不夠高，就不能準(zhǔn)確的判別出保持架的正反面，也就是無(wú)法保證判別過(guò)的每一個(gè)保持架正反面的準(zhǔn)確判別率。

專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮閏n2015102506173的中國(guó)發(fā)明公開(kāi)了一種保持架正反面判別裝置，通過(guò)攝像頭拍攝保持架中心圓孔倒角的寬度，當(dāng)攝像頭中心軸線與水平面呈45度夾角時(shí)，保持架中心圓孔的倒角面剛好與攝像頭垂直，此時(shí)攝像頭拍攝的倒角寬度即為實(shí)際寬度，根據(jù)此時(shí)拍攝到的倒角寬度與基準(zhǔn)倒角寬度比較即可判斷保持架的正反面，判別效率高，減少了人工判別誤差大、判別效率低的問(wèn)題。但是在實(shí)際的生產(chǎn)試驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)該方案存在著如下問(wèn)題：

1)由于保持架正反面特征的在于內(nèi)倒角的大小，必須由45度光源實(shí)現(xiàn)倒角圖像拍攝實(shí)現(xiàn)圖像處理；但是倒角拍攝對(duì)光源的要求較高，對(duì)于一些倒角比較小的保持架，拍攝的圖像圓環(huán)非常窄，很容易出現(xiàn)誤判的情況；

2)保持架在生產(chǎn)過(guò)程以及自動(dòng)上料的過(guò)程中，會(huì)有很多的油污站在保持架的表面以及保持架的倒角處，從而導(dǎo)致拍攝出的圖像出現(xiàn)不清晰的狀況，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致圓環(huán)圖像斷裂，從而導(dǎo)致圖像識(shí)別錯(cuò)誤的情況；

3)由于設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)時(shí)要求有著較低的成本，保持架通過(guò)氣缸及氣爪構(gòu)成的機(jī)械爪抓取放到攝像頭下面，同時(shí)一個(gè)機(jī)械手又要能夠適應(yīng)盡可能多的不同直徑的保持架，因此容易導(dǎo)致保持架的定位精度低，保持架被抓取后可能出現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致光源反射強(qiáng)度不穩(wěn)定的情況，從而影響圖像的質(zhì)量；

4)保持架由于加工本身的原因可能使外圓和內(nèi)圓的圓心不完全重合，只取圓環(huán)中的一段進(jìn)行識(shí)別的方法不能使用，必須對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行識(shí)別；考慮到相機(jī)的成本因素，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不可能采取分辨率很高的相機(jī)，因此也給圖像識(shí)別帶來(lái)了困難。

同時(shí)，由于整套系統(tǒng)對(duì)圖像識(shí)別的可靠性要求非常高，絕對(duì)不允許生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)誤判的情況，還必須減少可疑品的數(shù)量，因此該設(shè)備并不能很好的適應(yīng)實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述的問(wèn)題，提出了一種能夠避免誤判，提高保持架正反面判別精度的基于雙通道的保持架正反面圖像判別方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種基于雙色照明的保持架正反面圖像判別方法，采用兩組led燈提供照明，采用攝像頭進(jìn)行圖像拍攝，兩組led燈分別為端面識(shí)別led燈和倒角識(shí)別led燈，兩組led燈均呈環(huán)狀布置，端面識(shí)別led燈布置在倒角識(shí)別led燈的正上方，攝像頭設(shè)置在端面識(shí)別led燈的正上方，且攝像頭的軸心線與端面識(shí)別led燈和倒角識(shí)別led燈的軸心線位于同一條直線上；端面識(shí)別led燈包括環(huán)形的第一燈罩、設(shè)置在第一燈罩上的一圈環(huán)形的第一點(diǎn)光源、設(shè)置在第一燈罩底部的黑色不反光幕布以及設(shè)置在第一點(diǎn)光源外側(cè)并固定在第一燈罩上的濾光板；所述倒角識(shí)別led燈包括環(huán)形的第二燈罩、設(shè)置在第二燈罩上的一圈環(huán)形的第二點(diǎn)光源、設(shè)置在燈罩內(nèi)部并且將第二燈罩內(nèi)部的第二點(diǎn)光源發(fā)出的光線反射45度角垂直照射到保持架倒角上反光邊；所述第一光源和第二光源為紅色光源、藍(lán)色光源和綠色光源中的任意兩種；

拍攝時(shí)，首先開(kāi)啟端面識(shí)別led燈，關(guān)閉倒角識(shí)別led燈，控制攝像頭拍攝出第一組圖片；再關(guān)閉端面識(shí)別led燈，開(kāi)啟倒角識(shí)別led燈，控制攝像頭拍攝出第二組圖片；在計(jì)算機(jī)中將第一組圖片和第二組圖片作疊合處理，提取出與第一組圖片和第二組圖片顏色不同的區(qū)域作為第三組圖片，將第三組圖片與預(yù)先拍攝的標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)圖片作比較，判斷出保持架此時(shí)位于上方的端面是正面還是反面。

進(jìn)一步的，預(yù)先拍攝的標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)圖像既包括保持架正面朝上時(shí)拍攝出的標(biāo)準(zhǔn)圖像又包括保持架反面朝上時(shí)拍攝出的標(biāo)準(zhǔn)圖像，第三組圖片同時(shí)與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)比，若第三組圖片的外輪廓與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像中任意一副的外輪廓誤差在±n個(gè)像素點(diǎn)內(nèi)，則根據(jù)誤差在±n個(gè)像素點(diǎn)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)圖像來(lái)判斷保持架的正反面；若第三組圖片的外輪廓與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像中的外輪廓誤差均超過(guò)±n個(gè)像素點(diǎn)，不進(jìn)行判斷結(jié)果，進(jìn)而進(jìn)行保持架本身是否合格的檢測(cè)。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明利用一組攝像頭分別拍攝端面和倒角的兩組圖片，進(jìn)行端面和倒角拍攝時(shí)分別采用不同顏色的基色光源進(jìn)行照明，并采用攝像頭分別拍照并提取出新顏色的區(qū)域，利用處理后的圖片與標(biāo)準(zhǔn)圖像作比較，不僅拍攝時(shí)互相不會(huì)產(chǎn)生影響，而且由于同時(shí)比較兩個(gè)因素，能很大程度上提高正反面判斷的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明采用疊合后的圖片同時(shí)具有雙通道部分的外輪廓與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像中任意一副的外輪廓是否在±n個(gè)像素點(diǎn)內(nèi)作為判斷方法，該判斷方法與常規(guī)的依靠單個(gè)圖像特征進(jìn)行識(shí)別的模式有很大的改進(jìn)，能夠有效防止單張圖片由于光源或者環(huán)境干擾因素造成的識(shí)別錯(cuò)誤從而導(dǎo)致嚴(yán)重危害的情況發(fā)生。

3、本發(fā)明在端面識(shí)別led燈的第一燈罩底部設(shè)置黑色不反光幕布盡可能的減少發(fā)射光，防止倒角識(shí)別led燈的光線直接照射到端面識(shí)別led燈的燈罩底部進(jìn)行反射，防止以此造成的保持架端面反光導(dǎo)致倒角圖片拍攝的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所采用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明端面識(shí)別led燈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明倒角識(shí)別led燈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-保持架、2-倒角識(shí)別led燈、3-端面識(shí)別led燈、4-攝像頭、5-第一燈罩、6-第一點(diǎn)光源、7-黑色不反光幕布、8-濾光板、9-第二燈罩、10-第二點(diǎn)光源、11-反光邊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1～3所示，一種基于雙色照明的保持架正反面圖像判別方法，采用兩組led燈提供照明，采用攝像頭4進(jìn)行圖像拍攝，兩組led燈分別為端面識(shí)別led燈3和倒角識(shí)別led燈2，兩組led燈均呈環(huán)狀布置，端面識(shí)別led燈3布置在倒角識(shí)別led燈2的正上方，攝像頭4設(shè)置在端面識(shí)別led燈3的正上方，且攝像頭4的軸心線與端面識(shí)別led燈3和倒角識(shí)別led燈2的軸心線位于同一條直線上；端面識(shí)別led燈3包括環(huán)形的第一燈罩5、設(shè)置在第一燈罩5上的一圈環(huán)形的第一點(diǎn)光源6、設(shè)置在第一燈罩5底部的黑色不反光幕布7以及設(shè)置在第一點(diǎn)光源6外側(cè)并固定在第一燈罩5上的濾光板8；所述倒角識(shí)別led燈2包括環(huán)形的第二燈罩9、設(shè)置在第二燈罩9上的一圈環(huán)形的第二點(diǎn)光源10、設(shè)置在燈罩內(nèi)部并且將第二燈罩9內(nèi)部的第二點(diǎn)光源10發(fā)出的光線反射45度角垂直照射到保持架1倒角上反光邊11。

端面識(shí)別led燈3發(fā)出的光線是呈環(huán)狀豎直朝下的光線，經(jīng)過(guò)保持架1上端面的反射后直接照射到攝像頭上，在布置端面識(shí)別led燈3時(shí)其第一燈罩5下端邊緣的設(shè)置要保證在端面識(shí)別led燈3發(fā)出的光線豎直射出后，不會(huì)直接照射到倒角識(shí)別led燈2上。

倒角識(shí)別led燈2發(fā)出的光線是呈環(huán)狀的傾斜光線，倒角識(shí)別led燈2的設(shè)置需要保證倒角識(shí)別led燈2發(fā)出的光線與保持架1的倒角呈45度角，以保證經(jīng)過(guò)保持架1的倒角反射后剛好發(fā)射到攝像頭上；由于端面識(shí)別led燈3的底部為黑色不反光幕布7，所以即便倒角識(shí)別led燈2的光線經(jīng)過(guò)保持架的倒角反射后照射到黑色不反光幕布7也會(huì)直接被黑色不反光幕布7吸收，而不會(huì)反射到保持架1的端面上，從而避免了對(duì)判斷結(jié)果的影響。

拍攝時(shí)，首先開(kāi)啟端面識(shí)別led燈3，關(guān)閉倒角識(shí)別led燈2，控制攝像頭4拍攝出第一組圖片；再關(guān)閉端面識(shí)別led燈3，開(kāi)啟倒角識(shí)別led燈2，控制攝像頭4拍攝出第二組圖片；在計(jì)算機(jī)中將第一組圖片和第二組圖片作疊合處理，提取出與第一組圖片和第二組圖片顏色不同的區(qū)域作為第三組圖片，將第三組圖片與預(yù)先拍攝的標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)圖片作比較，判斷出保持架此時(shí)位于上方的端面是正面還是反面。

預(yù)先拍攝的標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)圖像既包括保持架正面朝上時(shí)拍攝出的標(biāo)準(zhǔn)圖像又包括保持架反面朝上時(shí)拍攝出的標(biāo)準(zhǔn)圖像，第三組圖片同時(shí)與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)比，若第三組圖片的外輪廓與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像中任意一副的外輪廓誤差在±n個(gè)像素點(diǎn)內(nèi)，則根據(jù)誤差在±n個(gè)像素點(diǎn)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)圖像來(lái)判斷保持架的正反面；若第三組圖片的外輪廓與兩幅標(biāo)準(zhǔn)圖像中的外輪廓誤差均超過(guò)±n個(gè)像素點(diǎn)，不進(jìn)行判斷結(jié)果，進(jìn)而進(jìn)行保持架本身是否合格的檢測(cè)。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。