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雙遠心鏡頭在彈簧檢測中的應用

時間：2014-08-20 17:28:34來源：北京維視圖像

導語：?在工業(yè)生產中，彈簧有著重要的應用，彈簧的質量常常關系到工業(yè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，因此彈簧檢測的重要性不言而喻。

在工業(yè)生產中，彈簧有著重要的應用，彈簧的質量常常關系到工業(yè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，因此彈簧檢測的重要性不言而喻。由于彈簧的種類越來越繁多，視場需求量越來越大，精度要求越來越高，原始的人工檢測速度和精度都已經達不到目前工業(yè)生產的要求，現(xiàn)代化的檢測方法應運而生，視覺檢測作為非接觸式測量中應用最常見和高效的一種，在彈簧的檢測中被廣泛的應用，但是傳統(tǒng)的光學檢測存在以下問題無法解決：

一、檢測尺寸或角度時由于邊緣不穩(wěn)定導致精度不高

傳統(tǒng)的視覺檢測采用高分辨率CCD相機和工業(yè)鏡頭，由于工業(yè)鏡頭的成像原理如下：

由于此圖為理論模型，而工業(yè)鏡頭成像時有一定的景深容許誤差，當S’位置前移或后移時，相機仍能得到清晰的圖像，但是當被測物S位置發(fā)生變化時，S’的成像高度會發(fā)生變化，也就意味著工業(yè)鏡頭的放大倍率會隨著工作距離的變化而變化，這樣在實際成像的過程中，會導致物體的成像比例發(fā)生不同程度的變化，邊緣不固定，在標定完成后測量的過程中測量結果會發(fā)生變化，導致測量角度和尺寸的時候精度不高。

對應的，我們用雙遠心鏡頭檢測時可以解決以上問題。雙遠心鏡頭的光路原理如下圖所示：

雙遠心鏡頭通過在透鏡中間放置光闌，使得進出鏡頭的光線均為平行光，將其余的漫反射光源都濾掉，這樣一來，不管物距怎么改變（當然在能夠清晰成像的范圍內），放大倍率都不會變化，這一特性可以解決的問題不止是被測物邊緣的穩(wěn)定性問題，同時可以解決生產線不可控制的抖動對系統(tǒng)精度的影響問題，可用于諸多高精度在線檢測要求。

二、檢測連續(xù)性時拐彎處反光導致檢測錯誤

圖像處理中是通過灰度值的變化來判斷邊緣的有無，由于彈簧本身結構的特殊性，無論是采用落射光源還是背光源，都不能取得被測物體灰度值始終一致的圖像，特別在拐腳反光處，常常取得與其他區(qū)域相反的灰度值，導致最終的測量結果顯示拐角處斷裂，這種結果會導致檢測工作的直接失敗。

而當我們采用平行光源和雙遠心鏡頭時，圖像連續(xù)性非常好，檢測時尺寸檢測，瑕疵都一目了然，效果非常好。下圖為采用雙遠心鏡頭和平行光源拍攝的彈簧輪廓圖片，灰度值對比非常明顯，處理起來很簡單，幾乎不可能出現(xiàn)檢測誤差。