石炜，李俊成，蔡春明，王永强

(1.内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010;2.天津科技大学机械工程学院，天津300222)

机器视觉测量的过程是利用面阵CCD 传感器拍摄图像并结合标定算法快速定位到测量起始点，然后通过计算机程序驱动XY二维电动平台带动激光位移传感器沿预定轨迹运动，实现对工件轮廓尺寸的测量。轴承是机械传动中的重要零件，其制造精度直接影响着整个机械系统的传动精度。文中利用机器视觉对轴承的外轮廓尺寸进行测量，并利用激光器对轴承的高度进行测量，提高了轴承的检测精度，并对生产制造中出现的缺陷进行了检测。

1 测量原理及坐标系转换

1.1 测量原理［1］

系统的具体测量方案可参见测量系统的测量原理图，如图1所示。

图1 系统测量原理图

1.2 坐标系的转换［4］

该测量系统中涉及到4 个坐标系，分别为世界坐标系XwYwZw、二维驱动平台坐标系XY、图像物理坐标系XiYi和图像像素坐标系uv，如图2所示。

图2 系统中的4 个坐标系

为了便于计算，该系统是世界坐标系和二维驱动平台坐标系重合。图像像素坐标系uv和图像物理坐标系之间的转换可通过一个3 ×3 的标定矩阵完成［1］。因此，该系统坐标系之间的转换便可简化成驱动平台坐标系XY和图像物理坐标系XiYi之间的转换。由于两个坐标系的纵轴方向相反，应先经矩阵变换使坐标轴方向统一，然后再经旋转、平移即可使两坐标系统一。假设坐标系XY与坐标系XiYi的横轴之间夹角为θ，两个坐标系原点之间在X向和Y向上距离分别为a和b。……