赵艳玲

摘 要： 弹簧零件在工业领域发挥着重要作用，对其尺寸、完整性以及表面形貌的检验是出厂的必须工序。目前使用得最广泛的测量方法是使用千分尺等工具直接接触测量，很难保证测量的精度和弹簧零件表面的完整性。采用立体视觉方法，以外径小于等于80 mm的弹簧零件为测量对象，开发了基于双目视觉测量原理的测试系统，设计了镜像式单摄像机立体视觉传感器机械结构，运用数字图像和机器视觉等方法实现了测量精度高于0.1 mm的弹簧零件的非接触式测量。

关键词： 立体视觉； 摄像机标定； 特征提取； 立体匹配

中图分类号： TN606?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）18?0137?04

Abstract： The spring parts play an important role in industry domain. The measurement of its size， integrity and surface appearance is the necessary process before it leaves its production factory. The popular measuring method is to use micrometer and other tools to realize direct contact measurement， which is hard to ensure the accuracy of measurement and the integrity of the spring surface. The method of stereo vision is adopted in this thesis to measure the spring parts whose outer diameter is less than or equal to 80 mm. The test system based on the principle of binocular vision measuring was developed， and the mechanical structure of the stereo vision image sensor of the mirror image single camera was designed. The non?contact measurement to the spring parts was achieved by using the methods of digital images and machine vision. The measurement accuracy of the method is better than 0.1 mm.

Keywords： stereo vision； camera calibration； feature extraction； stereo matching.

0 引 言

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件，一般用弹簧钢制成。弹簧零件在工业领域发挥着极其重要的作用，常用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等，广泛用于机器、仪表中，从治疗心血管的弹性支架，到汽车上的减震弹簧，弹簧的用途十分广泛。弹簧零件的几何特征包括：弹簧丝直径、弹簧圈外径、弹簧圈内径、弹簧圈中径、节距、螺旋升角和自由长度等。传统人工接触式检验的方式效率低下并且规模庞大，对弹簧金属零件表面破坏较严重，减少了弹簧零件的有效使用寿命[1]。

双目立体视觉是计算机视觉的一个重要分支，即由不同位置的两台或者一台摄像机（CCD）经过移动或旋转拍摄同一幅场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标值。……