本发明涉及图像采集，特别涉及一种圆弧形物体边缘图像采集方法及其图像采集系统。
背景技术：
1、现在的图像采集方法，大多以多个相机，环绕于圆弧形物体外围，每个相机采集物体固定角度，来实现圆弧形物体边缘图像的采集。当所采集的图像角度较多时，无法保证图像的清晰度，且更换物体或更改所采集图像角度时，只能通过调整相机位置来确保图片角度的准确性，调试难度高且难以确保精度。
2、中国公开号cn111504188b公开了基于机器视觉的圆弧零件测量方法及装置，其通过提取圆弧零件的亚像素边缘轮廓，计算获得轮廓拟合圆，并根据轮廓拟合圆的参数和圆弧零件的合格尺寸，计算获得圆弧零件的尺寸偏差量。该方法提高了图像轮廓的检测精度，使圆弧零件的尺寸偏差量能计算得更精准。但是，以上方法虽然提高了图像轮廓的检测精度，但对系统的计算要求较高，可能需要配备高配置的系统以满足其运行需求，从而增加了成本。此外，在图像采集的过程中，还需要相机的协调作用才能够保证采集图像的清晰度，若在圆弧零件旋转过程中，如果工业相机不能按照特定的路径或轨迹进行同步移动，那么采集到的图像可能会因为相对位置的变化而产生失真，从而影响测量精度。
3、因此，如何克服上述存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。
技术实现思路
1、本发明实施例公开一种圆弧形物体边缘图像采集方法及其图像采集系统，提高图像采集的效率和精度，降低系统成本，并简化操作过程。
2、本发明实施例第一方面公开一种圆弧形物体边缘图像采集方法，包括以下步骤：
3、s1、在获取到待测圆弧形物体的类型信息时，判断当前待测圆弧形物体是否为已记录于采集系统的凸轮种类；
4、s11、若是，根据凸轮种类选取已有的凸轮曲线参数配置，根据凸轮曲线参数配置对工业相机进行凸轮曲线运动控制；
5、s2、在获取到待测圆弧形物体当前位置的边缘坐标时，根据当前位置的边缘坐标，并利用凸轮曲线参数配置，控制工业相机按照凸轮曲线规划的行程更新其位置；
6、s3、在待工业相机更新位置后，进入同步运动模式，触发工业相机的图像采集指令和触发物体的旋转指令，确保在物体旋转过程中，工业相机按照指定的凸轮曲线参数配置进行同步运动并采集图像，从而保持物体与工业相机之间的距离在整个采集过程中始终不变。
7、作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，s12、若判断出当前待测圆弧形物体不是记录在采集系统的凸轮种类中，先执行新建凸轮种类模式，以获得对应的新的凸轮曲线参数配置，再根据凸轮曲线参数配置对工业相机进行凸轮曲线运动控制；
8、其中，所述“先执行新建凸轮种类模式，以获得对应的新的凸轮曲线参数配置”中的执行新建凸轮种类模式包括以下步骤:
9、根据当前待测圆弧形物体类型信息新建凸轮号；
10、根据待测圆弧形物体类型信息确定需要测量的坐标点数n、起始坐标点、旋转一周的长度，n为大于等于3的整数，记录n个待测坐标点的坐标数据以及起始坐标数据；
11、将n个待测坐标点的坐标数据、起始坐标数据、旋转一周的长度一并输入至运动控制模块，运动控制模块输出凸轮曲线图形、多个与n个待测坐标点的坐标数据对应的工业相机需移动的偏移量x；
12、将当前待测圆弧形物体的凸轮号、起始坐标数据、凸轮曲线图形、多个偏移量x写入凸轮保存区，从而生成凸轮曲线参数配置。
13、作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，步骤s3中所述“在待工业相机更新位置后，进入同步运动模式”中同步运动模式通过使用运动控制模块设置平台完成配置，所述同步运动模式配置包括以下步骤：
14、设定驱动待测圆弧形物体旋转的轴为第一轴，驱动工业相机移动的轴为第二轴；
15、设定第一轴类型选择为输出轴，其根据旋转指令进行旋转运动并反馈其当前实际值给图像采集系统；
16、设定第二轴的类型选择为伺服输入轴，其插补对象为第一轴，其按照凸轮曲线参数配置中的凸轮曲线进行运动；
17、其中，所述第一轴的所有类型选择无效，不启用；所述第二轴的其余类型参数选择无效，不启用；
18、所述第一轴反馈的当前实际值包括：实际的旋转角度或位置信息，所述实际当前值通过编码器反馈给采集系统。
19、作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，步骤s3中“在待工业相机更新位置后，进入同步运动模式，触发工业相机的图像采集指令和触发物体的旋转指令，确保在物体旋转过程中，工业相机按照指定的凸轮曲线参数配置进行同步运动并采集图像，从而保持物体与工业相机之间的距离在整个采集过程中始终不变”包括：
20、步骤s31、在待工业相机更新位置后，利用m代码指令，进入同步运动模式，启动同步运动控制，并检测第二轴的运行状态；
21、其中，在同步运动控制过程中，利用t代码指令进行延时，对第二轴的运行状态进行检测以判断是否进入同步运动模式，若判定出第二轴进入同步运动模式，进行下一步；若判定第二轴未进入同步运动模式利用m代码指令，发出同步运动模式故障提示，暂停运行；
22、步骤s32、若运行状态判定出第二轴进入同步运动模式，利用m代码指令，控制所述工业相机开始采集图像；
23、步骤s33、利用d代码指令，控制所述待测圆弧形物体按照指定的旋转速度和旋转角度开始旋转，工业相机按照指定的凸轮曲线参数配置开始平移运动，以保持工业相机与物体之间距离不变；
24、步骤s34、利用m代码指令，控制所述工业相机在旋转过程中按照预设的角度对当前待测圆弧形物体进行图像采集。
25、作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，还包括：
26、步骤s4、待当前待测圆弧形物体旋转到指定角度后，控制所述工业相机停止采集图像，并退出同步运动模式；
27、步骤s5、确认退出同步运动模式后，控制工业相机运动的轴恢复到原点状态和控制驱动待测圆弧形物体的轴恢复到原点状态；
28、步骤s6、检测到待控制工业相机运动的轴与控制驱动待测圆弧形物体的轴回到原点状态后，结束并停止图像采集。
29、本发明实施例第二方面公开一种圆弧形物体边缘图像采集系统，采用上述所述的图像采集方法，其特征在于，包括：
30、第一驱动机构1，用于驱动圆弧形物体进行旋转运动；
31、工业相机2，用于在圆弧形物体旋转过程中采集图像；
32、第二驱动机构3，用于驱动工业相机2进行水平运动；
33、运动控制模块4，用于在工业相机2更新位置后，进入同步运动模式，触发工业相机2的图像采集指令和圆弧形物体的旋转指令，并根据指定的凸轮曲线参数配置，控制工业相机2按照凸轮曲线进行同步运动，以确保物体与工业相机之间的距离在整个采集过程中始终不变。
34、如图5所示，作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述运动控制模块4包括：
35、凸轮曲线配置单元41，其用于在程序中操作凸轮曲线，以生成特定的凸轮曲线参数配置；
36、同步运动模式配置单元42，用于通过接收第一驱动机构驱动轴的运动信息，并根据预设的凸轮曲线参数配置，来控制第二驱动机构驱动轴的进行凸轮曲线运动，以生成同步运动模式参数配置；
37、触发单元43，用于触发同步运动模式和用于触发凸轮参数配置的一键调用或者一键修改以及用于触发工业相机进行图像采集；
38、控制单元44，用于接收触发单元43的触发指令，并进行相应控制。
39、所述凸轮曲线配置单元41包括：
40、用户界面输入输出子单元411，用于输入凸轮号、凸轮数据起始位置、凸轮数据操作点数、凸轮数据格式、凸轮坐标数以及凸轮坐标数对应的待测坐标点，以及用于根据输入的数据输出凸轮曲线图形、多个与待测坐标点的坐标数据对应的工业相机需移动的偏移量x；
41、数据处理子单元412，用于接收来自用户界面输入输出子单元411的输入数据，并根据输入数据操作凸轮曲线；
42、凸轮保存区413，用于存储经过数据处理子单元412处理后的凸轮曲线数据。
43、作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述触发单元43包括：
44、第一触发子单元431：用于在工业相机按照特定凸轮曲线参数配置更新为与待测圆弧形物体当前位置对应的位置后，触发进入同步运动模式的指令；
45、第二触发子单元432：用于在需要调用和修改凸轮曲线时，触发凸轮数据一键调用指令或者凸轮数据一键修改指令；
46、第三触发子单元433，用于触发控制工业相机进行图像采集的图像采集指令。
47、作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述控制单元44包括：
48、第一控制子单元441，用于根据第一触发子单元431的指令，控制待测圆弧形物体进行旋转运动并控制工业相机按照同步运动模式参数配置进行凸轮曲线运动；
49、第二控制子单元442，用于根据第二触发子单元432的指令，从所述凸轮曲线配置单元41一键调用凸轮曲线参数配置或者一键对凸轮曲线配置单元41的凸轮曲线参数配置进行修改；
50、第三控制子单元443，用于根据第三触发子单元433的指令，控制工业相机进行图像采集或者停止图像采集。
51、本发明实施例第三方面公开一种圆弧形物体边缘图像采集装置，其特征在于，采用实施例一所述的采集方法，所述采集装置包括：用于供待测圆弧形物体放置其上的检测平台100、能够驱动所述检测平台100旋转的第一驱动机构1、设置在检测平台100一侧的用于对检测平台100的圆弧形物体进行图像采集且能够水平运动的工业相机2、驱动所述工业相机2水平运动的第二驱动机构3。
52、作为一种优选的实施方式，在本发明实施例第三方面中，所述检测平台100设有一个或多个对待测圆弧形物体进行固定的夹具101；
53、所述第一驱动机构1包括：能够上下运动的旋转平台200、驱动旋转平台200上下运动的升降气缸300、驱动旋转平台200旋转运动的r轴电机，所述旋转平台200设有多条连接凸柱201，所述连接凸柱201用于在需要驱动检测平台100旋转时向上插入与检测平台100连接或用于在不需要驱动检测平台100旋转时向下脱出与检测平台100分离；所述第二驱动机构3为x轴电机。
54、发明实施例第四方面公开另一种图像采集系统，该图像采集系统包括：
55、存储有可执行程序代码的存储器601；
56、与存储器601耦合的处理器602；
57、其中，处理器602调用存储器601中存储的可执行程序代码，执行实施例一所述的图像采集方法。
58、发明实施例第五方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一所述的图像采集方法。
59、发明实施例第六方面公开一种计算机程序产品，其中，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如以上实施例一的图像采集方法的部分或全部步骤。
60、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
61、本发明实施例中，本技术通过步骤s1的设置，能够在获取到待测圆弧形物体的类型信息后，先进行判断是否为已记录的凸轮种类，便于能够直接选取已有的凸轮曲线参数配置，提高了系统的灵活性和适应性；对于需要采集不同种类的圆弧形物体的图像采集系统，利用该步骤的系统可以快速切换至相应的参数配置，无需繁琐的手动调整，提高了工作效率。通过步骤s2的设置，通过获取待测圆弧形物体当前位置的边缘坐标，结合凸轮曲线参数配置，能够控制工业相机按照规划的凸轮曲线行程更新其位置，以便于确保相机移动至准确的清晰拍照位置，从而获取更清晰的图像，保证图像采集的精度。通过步骤s3的设置，能够在进入同步运动模式后，同时触发工业相机的图像采集指令和物体的旋转指令，确保在物体旋转过程中，工业相机能够按照指定的凸轮曲线参数配置进行同步运动并采集图像，使得工业相机在物体旋转过程中始终保持距离不变，即焦距不变，避免了因距离变化导致的图像失真和测量误差，保证了图像采集的质量和效率。此外，在需要待测圆弧形物体更换物体时只需调整坐标参数，更改凸轮曲线，即可完成换型。
1.一种圆弧形物体边缘图像采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的图像采集方法，其特征在于，若判断出当前待测圆弧形物体不是记录在采集系统的凸轮种类中，先执行新建凸轮种类模式，以获得对应的新的凸轮曲线参数配置，再根据凸轮曲线参数配置对工业相机进行凸轮曲线运动控制；
3.根据权利要求1所述的图像采集方法，其特征在于，步骤s3中所述“在待工业相机更新位置后，进入同步运动模式”中同步运动模式通过使用运动控制模块设置平台完成配置，所述同步运动模式配置包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的图像采集方法，其特征在于，步骤s3中“在待工业相机更新位置后，进入同步运动模式，触发工业相机的图像采集指令和触发物体的旋转指令，确保在物体旋转过程中，工业相机按照指定的凸轮曲线参数配置进行同步运动并采集图像，从而保持物体与工业相机之间的距离在整个采集过程中始终不变”包括：
5.根据权利要求1或4所述的图像采集方法，其特征在于，还包括：
6.一种圆弧形物体边缘图像采集系统，采用权利要求1-5任一项所述的图像采集方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的图像采集系统，其特征在于，所述运动控制模块(4)包括：
8.根据权利要求7所述的图像采集系统，其特征在于，所述凸轮曲线配置单元(41)包括：
9.根据权利要求7所述的图像采集系统，其特征在于，所述触发单元(43)包括：
10.根据权利要求7所述的图像采集系统，其特征在于，所述控制单元(44)包括：
