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龙图腾网恭喜东风设备制造有限公司;东风汽车集团股份有限公司申请的专利一种光学检测沉割槽的装置和沉割槽光学检测系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114152202B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111419573.4，技术领域涉及：G01B11/08；该发明授权一种光学检测沉割槽的装置和沉割槽光学检测系统是由邓力榛;吴勉;刘继斌设计研发完成，并于2021-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种光学检测沉割槽的装置和沉割槽光学检测系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种光学检测沉割槽的装置和沉割槽光学检测系统，包括机械手、测量系统、双目光学镜头模组、机械手控制系统，机械手控制系统与机械手电连接，双目光学镜头模组连接于机械手的移动端；双目光学镜头模组包括机架，机架上设置有沿待测轴类零件的轴向间隔布置的V型定位块和U型悬臂，U型悬臂上设置有两组上下间隔布置的用于拍摄待测轴类零件上沉割槽的拍摄单元，每个拍摄单元包括同轴布置的相机和照明光源，相机和照明光源对称设置于待测轴类零件的两侧，相机与测量系统电连接。本发明的测量灵活性高、测量精度高、兼容各种自动生产线、并适应各种类型的轴类零件沉割槽的非接触高效测量，且测量数据可量化分析。

本发明授权一种光学检测沉割槽的装置和沉割槽光学检测系统在权利要求书中公布了：1.一种光学检测沉割槽的装置，其特征在于：包括机械手1、测量系统2、双目光学镜头模组3、机械手控制系统4，所述机械手控制系统4与所述机械手1电连接，所述双目光学镜头模组3连接于所述机械手1的移动端；所述双目光学镜头模组3包括用于连接机械手1的机架31，所述机架31上设置有沿待测轴类零件5的轴向间隔布置的V型定位块32和U型悬臂33，所述U型悬臂33上设置有两组上下间隔布置的用于拍摄待测轴类零件5上沉割槽的拍摄单元，每个拍摄单元包括同轴布置的相机34和照明光源35，所述相机34和所述照明光源35对称设置于待测轴类零件5的两侧，所述相机34与所述测量系统2电连接；所述V型定位块32的对称轴线与所述U型悬臂33的对称轴线重合；所述V型定位块32包括两个相对于待测轴类零件5的中轴轴线对称布置的定位斜面；；所述机架31上设置有用于连接机械手1的快换接头；光学检测沉割槽的装置的工作步骤包括：步骤一、将双目光学系统与运动控制机械手通过快换接头固定；步骤二、将轴类零件固定，或部署机械手至线上，使轴类零件在机械手的活动范围内；步骤三、先使用标定板对双目光学系统标定，调整镜头焦距和光源距离，使其成像清晰，消除镜头畸变并确定世界坐标系；步骤四、通过对运动控制系统示教或者按照图纸输入沉割槽坐标，使机械手能够带着双目光学系统依次自动运动至轴类零件每个需要测量沉割槽尺寸的位置的上方，使镜头轴线与沉割槽中心在同一个竖直平面上；步骤五、机械手根据沉割槽在左侧还是在右侧，依程序判断是否需要将光学模组连同V型块沿Z轴旋转180度，使V型定位块不会和沉割槽产生干涉；步骤六、机械手下降使V型定位块卡在曲轴上，通过V型定位块保证光学系统光路中心线垂直轴线、双目镜头拍摄的沉割槽图像清晰锐利；步骤七、在运行到每个沉割槽位置时，测量软件拍照上下两个沉割槽的图片，通过畸变消除算法、图像拼接合成后，再通过圆拟合，线查找，角度计算等算子计算沉割槽中心距，底边距，沉割槽半径等测量值；步骤六、每次的测量数据保存至数据库，供使用方分析；步骤七、运动控制系统通过记录不同产品的坐标方案，并保存为产品配方程序，不同产品只需一键调用不同的配方程序执行即可，实现快速高效的换产；标定步骤包括：步骤一、固定镜头和光源，并调整单套镜头和光源的中心线，使其在一条直线上；步骤二、调整两套光学镜头系统的中心线至准直，两套镜头间距根据标定板长度调整，使被测物体两侧的边界的中点落在光学系统中心线上；步骤三、调节标定板或者双目视觉系统，使两套相机拍出的图片都达到最清晰；步骤四、启动图像处理单元，拍摄标定件的上端和下端投影照片，并消除两个镜头的径向畸变，再消除切向畸变，并计算径向畸变和切向畸变的消除方程的系数其消除畸变实现步骤：k1，k2为径向畸变参数，p1，p2为切向畸变参数,r2为已知的畸变圆半径，x,y为畸变前图像坐标点，x^,y^为经矫正后的坐标点，因为x^,y^为棋盘格或者点阵校准图，其坐标已知，x,y为实拍图坐标，因此，通过x^,y^和x,y可以计算每个像素的k1，k2和p1，p2参数对于镜像畸变，将拍摄图片代入公式1,2进行计算：x^＝x+x[k1x2+y22+k2x2+y22]1y^＝y+y[k1x2+y22+k2x2+y22]2对于切向畸变，如公式3,4：x^＝x+[2p1xy+p2r2+2x2]3y^＝y+[2p1r2+2y2+2p2xy]4步骤五、对消除畸变的图像连同标定板的宽度Wa和长度La进行计算，通过边查找、线段测量以及二维坐标变换等得到每个相机相对标定板的旋转角度θ1、θ2，单位像素μ1、μ2和上下图像标定板中点P1、P2,其P1xp1,yp1和P2xp2,yp2坐标根据标定板已知尺寸，根据Wa可得P1和P2在世界坐标系内映射点为，P1xp1,yp1在世界坐标系内映射点的坐标为xwp1，ywp1，P2xp2,yp2在世界坐标系内映射点的坐标为xwp2，ywp2：xwp1＝xwp2＝05 其中上相机测量出来的标定板像素宽度值记为WU，下相机测量出来的像素宽度值记为WL，则μ1、μ2的计算方法如下： 通过以上步骤就可求得世界坐标系的坐标轴方向、原点，以及上下相机内每个点在世界坐标系内的映射；对于上相机,其内部点为xu,yu,对应世界坐标系内的点为xworld,yworld：xworld＝cosθ1μ1xu-xp18yworld＝sinθ1μ1yu-ywp19对于下相机,其内部点为xl,yl,对应世界坐标系内的点为xworld,yworld：xworld＝cosθ2μ2xu-xp210yworld＝cosθ2μ2yu+ywp211步骤六、将标定板图像经确定系数的径向畸变和切向畸变方程重新计算输出后，在此基础上计算出基于标定板和双目视觉系统中心线所得到的世界坐标系；在标定后的参数上进行测量，其测量步骤：步骤一、基于标定好的相机镜头和机架，将轴类零件置于两组镜头之间，使一组镜头能清晰捕获轴类零件的沉割槽的投影，另一组镜头清晰捕获另一侧沉割槽的投影；步骤二、使用相机拍摄获取2张轴类零件沉割槽照片，并输入进视觉处理单元进行图像运算；步骤三、视觉处理系统根据标定后的世界坐标系，先将两张图片经世界坐标系映射拼接，合成并输出成一张图像；步骤四、在此拼接图像上，如图3，通过最小二乘法拟合沉割槽的圆心，寻找上沉割槽和下沉割槽圆心记为Cuxu,yu、Clxl,yl，并按照公式89，1011转换成世界坐标系中的点C1x1,y1、C2x2,y2，则沉割槽的中心距D1为： 因为两个圆心的连线可能并非垂直轴的轴线，当x1和x2并不相等，则上下沉割槽圆心存在偏移；步骤五、对上下相机直线做轮廓拟合，确定上下外径直线方程，在轮廓拟合的点上取2点,并通过公式89，1011转换成世界坐标系内的点位，其中：上相机点记为：au1x1,y1au2x2,y2下相机点记为：al1x3,y4al2x3,y4其直线方程为： 因两条直线不一定平行，因此使用上相机点au1x1,y1来求解到下相机直线的距离，即可求出轴径，记为D2：设下面相机的拟合直线为：ax+by+c＝014其中 则

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