发动机缸体结合面孔组在线检测视觉图像定位方法研究

摘要

发动机缸体结合面孔组的尺寸和位置十分重要，直接关系到发动机的总体耦合效应，需要对其进行测量来保证产品质量。本课题针对传统一面两销定位方法不利于发动机缸体结合面孔组实现在线自动测量的难题，提出了基于视觉图像的发动机缸体定位方法。通过面阵CCD获取发动机缸体定位销孔图像信息，利用图像处理提取定位销孔中心位置，以此建立每个被测缸体的测量基准，实现发动机缸体的柔性定位。视觉图像定位方法具有稳定性好、精度适中、速度快、非接触等特点。具体的研究工作如下：
　　 1.分析发动机缸体结合面孔组测量的意义和国内外研究现状，阐述本课题的研究价值。
　　 2.介绍了发动机缸体结合面孔组在线测量系统，提出了基于定位双孔的面阵CCD视觉定位方法，建立了视觉定位系统数学模型。根据现场要求及面阵CCD相机成像特点，设计了发动机缸体定位销孔成像系统、光源照明系统。
　　 3.研究了发动机缸体视觉定位系统的标定方法，实现了模型中各参数快速计算，标定结果达到较高精度，满足发动机缸体结合面孔组快速测量系统定位要求。设计了标定靶标，研究了标定靶标特征孔相关的图像处理算法。
　　 4.针对被测发动机缸体定位销孔具有倒角影响其图像边缘提取精度的问题，设计了环形双峰阈值法的图像处理技术及相关光源设置。
　　 5.在湖北十堰东风汽车有限公司商用车发动机厂进行了视觉定位系统现场调试，并进行重复性定位实验，重复定位精度可达到±0.020mm。实验结果表明本文所提出的视觉定位方法稳定可靠，实现了发动机缸体的快速、精确定位，为实现发动机缸体的在线检测打下了可靠基础。