刘航铖，严小军，惠宏超

(北京航天控制仪器研究所，北京 100039)

引言

在精密自动装配过程中，机器视觉检测通过识别零件轮廓，进而确定轴孔零件中心的方法来实现零件的对位[1]，照明系统作为视觉检测的关键部分，对零件的轮廓的识别精度有显著影响。与常用的环形光源及线光源比较，平行背光源具有尺寸检测精度高，被测零件轮廓更为清晰等特点[2，3]，能有效提高机器视觉在精密装配领域中的检测精度。

但由于待装配的孔零件无法保证完全竖直，在孔零件存在不确定的小角度倾斜时，采用平行背光照明将出现的光路如图1所示，所成的像分别对应零件上下端面的轮廓，这将超出镜头允许的景深范围，导致无法采集到清晰的图像，使平行背光源在孔零件定位的工程应用中使用困难。

图1 零件倾斜时平行背光照明的光路Fig.1 The light path of parallel backlight when the parts are inclined

文献[4]在孔径尺寸检测中引入了平行背光源照明，但主要用于提高图像对比度，在轮廓识别中仍依靠环形光源正面照明。文献[5]中采用平行背光源照明突出零件轮廓特征，但检测对象为圆柱形零件的侧面轮廓，在零件倾斜时仍可获得清晰图像。文献[6]中利用平行背光源照明实现了机器视觉高精度检测，但其检测对象为球形体，无法适用于孔零件的定位检测。

图2 薄壁孔零件的内棱结构Fig.2 Inner edge structure of thin wall hole parts

针对上述问题，提出了一种基于平行背光源的孔零件定位方法，利用图2所示的孔型零件对安装轴起固定、限位作用的内棱结构，在零件倾斜导致光路被阻挡的情况下，相机通过采集零件内棱的轮廓特征来获取零件位置信息。……