本發(fā)明涉及機(jī)械零件檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種適用于保持架正反面判別的保持架圖像閾值自適應(yīng)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(xiàn)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。為此申請(qǐng)人設(shè)計(jì)出一種同時(shí)拍攝保持架端面與倒角的圖片并利用與運(yùn)算判別保持架正反面的方法，但在實(shí)際試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)所購(gòu)買(mǎi)的led燈工作在橫流模式下，當(dāng)電流發(fā)生變化時(shí)光的亮度也會(huì)發(fā)生變化，隨著led燈使用時(shí)間的加長(zhǎng)，其溫度會(huì)產(chǎn)生變化，造成led燈的亮度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致圖像發(fā)生變化，因此在圖像二值化處理的過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致圖像特征提取錯(cuò)誤，比如led光亮度較強(qiáng)則圖像識(shí)別的圓環(huán)寬度較大，led光亮度較弱則會(huì)出現(xiàn)是別的圓環(huán)較小或者出現(xiàn)圓環(huán)表面斷裂，無(wú)法識(shí)別完整的整個(gè)圓環(huán)。常規(guī)的方法為通過(guò)直方圖自動(dòng)確定閾值的方法，但該方法在實(shí)際使用中自動(dòng)對(duì)圖像的邊緣進(jìn)行識(shí)別，但其識(shí)別的邊緣不一定是實(shí)際所需要的邊緣，因此對(duì)邊緣的判定缺乏一個(gè)工件固有的特征作為依據(jù)，容易受圖片其它像素的干擾。

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，防止其他項(xiàng)干擾，提高保持架正反面判別準(zhǔn)確性的適用于保持架正反面判別的保持架圖像閾值自適應(yīng)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：一種適用于保持架正反面判別的保持架圖像閾值自適應(yīng)方法，所進(jìn)行的保持架正反面判別采用端面識(shí)別led燈提供照明，采用攝像頭進(jìn)行拍攝，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(xiàn)與端面識(shí)別led燈的軸心線(xiàn)在同一條直線(xiàn)上；端面識(shí)別led燈包括環(huán)形的燈罩、設(shè)置在燈罩內(nèi)部的一圈環(huán)形的點(diǎn)光源、設(shè)置在燈罩底部的反光板以及設(shè)置在點(diǎn)光源外側(cè)并固定在燈罩上的濾光板，端面識(shí)別led燈直接垂直照射到保持架的端面上；

在進(jìn)行保持架判斷時(shí)，不改變端面識(shí)別led燈的亮度，采用自適應(yīng)閾值的方法，將攝像頭拍攝的圖像的閾值設(shè)定在允許的范圍內(nèi)變化，該閾值的變化范圍定義為標(biāo)準(zhǔn)閾值±7，標(biāo)準(zhǔn)閾值定義為自學(xué)習(xí)時(shí)候確定保持架標(biāo)準(zhǔn)件最適合的閾值，標(biāo)記為t，則閾值允許的調(diào)整范圍為t-7、t-6、t-5、t-4、t-3、t-2、t-1、t、t+1、t+2、t+3、t+4、t+5、t+6和t+7共15個(gè)值，保持架圖像判斷時(shí)，先對(duì)保持架的端面進(jìn)行拍攝，去閾值為t，然后對(duì)圖像進(jìn)行判定，識(shí)別圖像外圓直徑，將識(shí)別的直徑和標(biāo)準(zhǔn)件在學(xué)習(xí)過(guò)程中記錄的標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑進(jìn)行比較，會(huì)出現(xiàn)如下結(jié)果：

a.如果識(shí)別的外圓直徑和標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑間的偏差在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)則說(shuō)明當(dāng)前閾值合適，可以進(jìn)行后面的判斷；

b.如果識(shí)別的外圓直徑小于標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑，說(shuō)明當(dāng)前閾值偏高，則將當(dāng)前閾值設(shè)置為t-4，然后進(jìn)行第二次拍照并識(shí)別；

c.如果識(shí)別的外圓直徑大于標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑，說(shuō)明當(dāng)前閾值偏低，則將當(dāng)前閾值調(diào)整為t+4，然后進(jìn)行第二次拍照并識(shí)別；

針對(duì)出現(xiàn)b和c的兩種情況，進(jìn)行第二次拍照并進(jìn)行識(shí)別，再將第二次識(shí)別的直徑和標(biāo)準(zhǔn)件在學(xué)習(xí)過(guò)程中記錄的標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑進(jìn)行比較，再次得出上述a、b、c三種結(jié)果，以此類(lèi)推，直至識(shí)別的外圓直徑和標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑間的偏差在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)則說(shuō)明當(dāng)前閾值合適；若識(shí)別的外圓直徑和標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑間的偏差始終不在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)，則說(shuō)明該圖像有問(wèn)題，結(jié)束判斷，并將該保持架表示為可疑品待人工處理。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明采用自適應(yīng)閾值的方法，將攝像頭拍攝的圖像的閾值設(shè)定在允許的范圍內(nèi)變化，對(duì)于同一個(gè)保持架端面最多只需要進(jìn)行四次調(diào)整，就能夠?qū)崿F(xiàn)15個(gè)亮度等級(jí)的調(diào)整，以最短時(shí)間實(shí)現(xiàn)圖像判斷。

2、本發(fā)明利用攝像頭拍攝出圖片的自適應(yīng)閾值的方法與標(biāo)準(zhǔn)圖片后進(jìn)行對(duì)比，有效防止工件及工裝表面反光造成的圖像亮斑對(duì)特征識(shí)別的干擾，同時(shí)也有效降低圖像識(shí)別對(duì)光源的要求，以及減少光的散射對(duì)圖像質(zhì)量的影響，從而有效的防止誤判。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

本發(fā)明的一種適用于保持架正反面判別的保持架圖像閾值自適應(yīng)方法，所進(jìn)行的保持架正反面判別采用端面識(shí)別led燈提供照明，采用攝像頭進(jìn)行拍攝，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(xiàn)與端面識(shí)別led燈的軸心線(xiàn)在同一條直線(xiàn)上；端面識(shí)別led燈包括環(huán)形的燈罩、設(shè)置在燈罩內(nèi)部的一圈環(huán)形的點(diǎn)光源、設(shè)置在燈罩底部的反光板以及設(shè)置在點(diǎn)光源外側(cè)并固定在燈罩上的濾光板，端面識(shí)別led燈直接垂直照射到保持架的端面上；

在進(jìn)行保持架判斷時(shí)，不改變端面識(shí)別led燈的亮度，采用自適應(yīng)閾值的方法，將攝像頭拍攝的圖像的閾值設(shè)定在允許的范圍內(nèi)變化，該閾值的變化范圍定義為標(biāo)準(zhǔn)閾值±7，標(biāo)準(zhǔn)閾值定義為自學(xué)習(xí)時(shí)候確定保持架標(biāo)準(zhǔn)件最適合的閾值，標(biāo)記為t，則閾值允許的調(diào)整范圍為t-7、t-6、t-5、t-4、t-3、t-2、t-1、t、t+1、t+2、t+3、t+4、t+5、t+6和t+7共15個(gè)值，保持架圖像判斷時(shí)，先對(duì)保持架的端面進(jìn)行拍攝，去閾值為t，然后對(duì)圖像進(jìn)行判定，識(shí)別圖像外圓直徑，將識(shí)別的直徑和標(biāo)準(zhǔn)件在學(xué)習(xí)過(guò)程中記錄的標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑進(jìn)行比較，會(huì)出現(xiàn)如下結(jié)果：

a.如果識(shí)別的外圓直徑和標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑間的偏差在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)則說(shuō)明當(dāng)前閾值合適，可以進(jìn)行后面的判斷；

b.如果識(shí)別的外圓直徑小于標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑，說(shuō)明當(dāng)前閾值偏高，則將當(dāng)前閾值設(shè)置為t-4，然后進(jìn)行第二次拍照并識(shí)別；

c.如果識(shí)別的外圓直徑大于標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑，說(shuō)明當(dāng)前閾值偏低，則將當(dāng)前閾值調(diào)整為t+4，然后進(jìn)行第二次拍照并識(shí)別；

針對(duì)出現(xiàn)b和c的兩種情況，進(jìn)行第二次拍照并進(jìn)行識(shí)別，再將第二次識(shí)別的直徑和標(biāo)準(zhǔn)件在學(xué)習(xí)過(guò)程中記錄的標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑進(jìn)行比較，再次得出上述a、b、c三種結(jié)果，以此類(lèi)推，直至識(shí)別的外圓直徑和標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑間的偏差在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)則說(shuō)明當(dāng)前閾值合適；若識(shí)別的外圓直徑和標(biāo)準(zhǔn)外圓直徑間的偏差始終不在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)，則說(shuō)明該圖像有問(wèn)題，結(jié)束判斷，并將該保持架表示為可疑品待人工處理。

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)。