空心圆柱零件的非接触检测系统及其检测方法

摘要

一种空心圆柱零件的非接触检测系统及其检测方法，检测系统包括：照明部分：带支架和底座的双平行光源及滑轨，传输部分：控制器和电控平移台，数据接收处理部分：带支架和底座的线阵CCD及计算机。在电控平移台一侧放置滑轨，平行光源和CCD分别通过各自底座安装在滑轨上，双光源在x方向上相对CCD对称放置，从左右上方以角度θ0-斜照射在待测零件A表面上，且按照宽度上限d0-调节光源狭缝的宽度，CCD从上方接收零件表面的反射光，数据送入计算机处理。检测方法：计算机通过协调控制平移台和CCD实现等距离间隔数据采集，对采集的行图像进行预处理后进行边缘提取，由边缘点拟合内外圆的圆心位置和圆半径，从而计算出内外圆的同心度。

权利要求

1.一种空心圆柱零件的非接触检测系统，其特征在于该系统的构成包括：

传输部分：由控制器(17)和电控平移台(12)组成，所述的电控平移台(12)用于置放待测空心圆柱零件，以下简称为待测零件(A)，所述的控制器(17)与计算机(16)的输出端相连，所述的控制器(17)在所述的计算机(16)的控制下驱动所述的电控平移台(12)的运动，带动所述的待测零件(A)的运动；

照明部分：由第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)和带刻度的滑轨(10)构成，所述的滑轨(10)沿所述的电控平移台(12)运动方向置于所述的电控平移台(12)的一侧，第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)分别安装在第一光源支架(6-1)、第二光源支架(6-2)上，两光源支架分别通过第一底座(9-1)、第二底座(9-2)固定在所述的滑轨(10)上；

数据探测和处理部分：由线阵CCD(11)和计算机(16)构成，所述的线阵CCD(11)固定在CCD支架(18)上，该CCD支架(18)通过第三底座(9-3)固定在所述的滑轨(10)上，所述的第三底座(9-3)位于所述的第一底座(9-1)、第二底座(9-2)之间，所述的线阵CCD(11)的输出端与所述的计算机(16)输入端相连；

所述的计算机(16)控制所述的电控平移台(12)运载待测零件传输，第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)从上方倾斜对称照射所述的待测零件(A)，所述的CCD(11)接收所述的待测零件(A)的反射光，所述的计算机(16)控制CCD(11)采集数据，计算机(16)对输入的数据进行数据处理。

2.利用权利要求1所述的空心圆柱零件非接触检测系统进行检测方法，其特征在于包括下列步骤：第一步：准备

①将第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)在线阵CCD(11)的两侧对称地安装在带刻度的滑轨(10)上构成照明部分，将整个照明部分放置在所述的电控平移台(12)的一侧，所述的滑轨(10)与所述的电控平移台(12)的运动方向平行；

②调整照明部分到电控平移台(12)的距离，再微调所述的第一底座(9-1)、第二底座(9-2)和第三底座(9-3)，使所述的CCD(11)中心、第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)的光斑中心均对准所述的电控平移台(12)的中线；

③用游标卡尺和直尺抽样测出待测零件(A)的高度h和内圆直径a，计算出临界角θ0＝arctan(h/a)，调整第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)的角度，将光源入射角调整成略小于θ0的角度 固定；

④根据 和h计算出光源的狭缝宽上限 将第一平行光源(13-1)和第二

平行光源(13-2)的狭缝均调节到比 小的宽度，此时光源出射窄带光斑；

⑤随机取一个待测零件(A)立放在所述的CCD(11)的正下方的电控平移台(12)的台面上，调节第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)之间的距离，使两个光源在所述的电控平移台(12)的运动方向上相对于CCD(11)对称放置，且两光源出射的窄带光斑在待测零件(A)的上表面重合；

⑥将待测零件(A)沿所述的电控平移台(12)的运动方向间隔地立放在电控平移台(12)上，开启CCD(11)、电控平移台(12)和计算机(16)的电源，使其工作，计算机(16)运行检测软件程序开始检测并初始化，将待测零件(A)标志端初始化为无效(EN＝0)，表示未扫描到待测零件(A)；

第二步：计算机(16)检测：

第1步，待测零件(A)随电控平移台(12)开启而开始运输过程；

第2步，CCD(11)摄像，计算机(16)采集行数据；

第3步，计算机(16)对采集到的一行数据先二值化，再腐蚀操作，对操作结果进行判断，若该行数据操作后全为0，则是背景，若不全为0，则是待测零件图像；

当是背景且EN＝0，则返回第2步，采集下一行数据；

当不是背景，则进入第4步；

当是背景且EN＝1，则进入第5步；

第4步，将采集到的行数据和相应的位置坐标存入二维数组，并将EN端置为有效(EN＝1)，之后再返回第2步，采集下一行数据，执行第3步，以此循环，直至获得一个待测零件(A)的全部行数据；

第5步，对二维数组中数据进行膨胀算法抵消第3步中腐蚀算法对图像边缘的影响，再用一维Prewitt算子提取边缘；

第6步，根据提取到的边缘在二维数组中的位置坐标用最小二乘法分别拟合出参数：内圆、外圆的圆心位置和内圆、外圆的半径，根据两圆心位置计算同心度，然后判断是否符合生产要求，合格进入第7步；不合格则进入第8步；

第7步，将所述的参数保存至硬盘，清空二维数组以便存储下一个待测零件数据，同时将EN端置为无效(EN＝0)，然后返回第2步，继续采集下一个待测零件的行数据；

第8步，保存所述的参数至硬盘并且报警停止程序，等待人为处理和命令。

说明书

空心圆柱零件的非接触检测系统及其检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及自动化检测，视觉的非接触检测，尤其是一种空心圆柱零件的非接触检测系统及其检测方法。

背景技术

[0002] 80年代开始，机器视觉开始了全球性的研究热点，当时视觉检测系统已经在美国制造业中广泛应用，主要是运用到了各种自动化检测领域。近年来，随着工业技术在新材料、新工艺、新设备等方面取得的巨大进步，该技术获得了蓬勃发展，新概念、新理论不断涌现，对产品的检测技术也提出了更高要求。传统接触检测方法速度较慢，容易对零件造成损伤，会降低测量精度。基于计算机视觉的测量技术具有高速度、实时性好、非接触、低成本等优点，被广泛用于对各种零件尺寸的精密测量。检测系统的各部分都在朝着提高检测精度，加快检测速度方面不断改进。在机械工业零部件检测中，圆孔和圆形工件的检测是一个重要检测内容，根据本项目需要，检测空心圆柱零件的同心度和内外圆半径，则需要获取零件表面二维图像信息，再对图像数据进行处理计算。传统检测方法中面数据的采集获取通常采用面阵CCD，直接将待测物成像在CCD二维像元面上，再对像面上信号数字化后的二维数组进行相应的处理运算，得到待测物的各项参数。这种方法使用方便，但是面阵CCD像元尺寸大，精度不高，但是对于本项目需检测零件的同心度，圆心位置的精度依赖于采集到的圆上点的坐标位置的精确性，即要保证采集到的图像上的点的定位精度，普通面阵CCD采集不能满足这样的高精度要求。同时，待测零件尺寸在厘米量级，如果采用大面积高精度的面阵CCD，造价十分昂贵，对于本检测项目来说成本太高。传统提高零件检测精度和速度大都着眼于对后续图像处理算法上的改进，但是作为非接触检测系统中的重要组成，光源照明部分对检测结果有着重要影响。对于零件的检测的内容主要在于边缘的提取，再根据要检测的内容对提取到的边缘做进一步处理分析，边缘的检测有赖于边缘两侧的图像对比度，因此提高照明对比度对于检测零件来说具有重要意义。因此，改进研制一套对比度强的光源照明系统及相应的照明方法对于非接触检测有着重要的实际意义和应用价值。基于待测零件外形的特殊性，进行照明部分的特殊设计和结合实验对算法部分进行精确的设计，在低成本下完成一套对空心圆柱零件的精度高速度快的非接触检测系统，有很强的实用价值和意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现阶段检测技术检测精度不高的这一普遍不足之处，提供一种空心圆柱零件的非接触检测系统及其检测方法，本发明具有精度高、速度快的特点。

[0004] 本发明的目的是这样实现的：

[0005] 一种空心圆柱零件的非接触检测系统，其特点在于该系统的构成包括：

[0006] 传输部分：由控制器和电控平移台组成，所述的电控平移台用于置放待测空心圆柱零件，以下简称为待测零件，所述的控制器与所述的计算机的输出端相连，所述的控制器在所述的计算机的控制下驱动所述的电控平移台的运动，带动所述的待测零件的运动；

[0007] 照明部分：由第一平行光源、第二平行光源和带刻度的滑轨构成，所述的滑轨沿所述的电控平移台运动方向置于所述的电控平移台的一侧，第一平行光源、第二平行光源分别安装在第一光源支架、第二光源支架上，两光源支架分别通过第一底座、第二底座固定在所述的滑轨上；

[0008] 数据探测和处理部分：由线阵CCD和计算机构成，所述的线阵CCD固定在CCD支架上，该CCD支架通过第三底座固定在所述的滑轨上，所述的第三底座位于所述的第一底座、第二底座之间，所述的线阵CCD与所述的计算机之间由数据线相连；

[0009] 所述的计算机控制所述的电控平移台运载待测零件传输，第一平行光源、第二平行光源从上方倾斜对称照射所述的待测零件，所述的CCD接收所述的待测零件的反射光，所述的计算机控制CCD采集数据，计算机对输入的数据进行数据处理。

[0010] 利用上述的空心圆柱零件非接触检测系统对空心圆柱零件进行检测的方法，包括下列步骤：

[0011] 第一步：准备

[0012] ①将第一平行光源、第二平行光源在线阵CCD的两侧对称地安装在带刻度的滑轨上构成照明部分，将整个照明部分放置在所述的电控平移台的一侧，所述的滑轨与所述的电控平移台的运动方向平行；

[0013] ②调整照明部分到电控平移台的距离，再微调所述的第一底座、第二底座和第三底座，使所述的CCD中心、第一平行光源和第二平行光源的光斑中心均对准所述的电控平移台的中线；

[0014] ③用游标卡尺和直尺抽样测出待测零件的高度h和内圆直径a，计算出临界角θ0＝arctan(h/a)，调整第一平行光源和第二平行光源的角度，将光源入射角调整成略小于-θ0的角度θ0，固定；

[0015] ④根据θ0-和h计算出光源的狭缝宽上限 将第一平行光源和第二-平行光源的狭缝均调节到比d0 小的宽度，此时光源出射的为窄带光斑；

[0016] ⑤随机取一个待测零件立放在所述的CCD的正下方的电控平移台的台面上，调节第一平行光源和第二平行光源之间的距离，使两个光源在x方向上相对于CCD对称放置，且两光源出射的窄带光斑区域在待测零件的上表面重合；

[0017] ⑥将待测零件A沿所述的电控平移台的运动方向，即在x方向间距地立放在电控平移台上，开启CCD、电控平移台和计算机的电源，使其工作，计算机运行检测软件程序开始检测并初始化：包括将待测零件标志端初始化为无效(EN＝0)，表示未扫描到待测零件；

[0018] 第二步：计算机检测：

[0019] 第1步，待测零件随电控平移台开启而开始运输过程；

[0020] 第2步，CCD摄像，计算机采集行数据；

[0021] 第3步，计算机对采集到的一行数据先二值化，再腐蚀操作，对操作结果进行判断，若该行数据操作后全为0，则是背景，若不全为0，则是待测零件图像；

[0022] 当是背景且EN＝0，则返回第2步，采集下一行数据；

[0023] 当不是背景，则进入第4步；

[0024] 当是背景且EN＝1，则进入第5步；

[0025] 第4步，将采集到的行数据和相应的位置坐标存入二维数组，并将EN端置为有效(EN＝1)，之后再返回第2步，采集下一行数据，执行第3步，以此循环，直至获得一个待测零件A的全部行数据；

[0026] 第5步，对二维数组中数据进行膨胀算法抵消第4步中腐蚀算法对图像边缘的影响，再用一维Prewitt算子提取边缘；

[0027] 第6步，根据提取到的边缘在二维数组中的位置坐标用最小二乘法分别拟合出参数：内圆、外圆的圆心位置和内圆、外圆的半径，根据两圆心位置计算同心度，然后判断是否符合生产要求，合格进入第7步；不合格则进入第8步；

[0028] 第7步，将所述的参数保存至硬盘，清空二维数组以便存储下一个待测零件数据，同时将EN端置为无效(EN＝0)，然后返回第2步，继续采集下一个待测零件的行数据；

[0029] 第8步，保存所述的参数至硬盘并且报警停止程序，等待人为处理和命令。

[0030] 本发明的技术效果：

[0031] 1.计算机通过协调控制平移台移动和CCD数据采集，实现对零件的等间距定位行数据采集，通过函数获得平移台位置(台面移动的步数)，每间隔相同步数触发调用采集函数采集一行图像数据，由步数×分辨率(平移台每步移动距离)×该行在二维数组中行坐标，可确定该行数据的x坐标，从而实现行图像数据在x方向上定位的高精度。

[0032] 2.在图像预处理部分和图像存储部分，先进行阈值运算，实现二值化，再对二值化后图像腐蚀运算去除背景上的椒盐噪声，然后根据处理结果进行分类，选择性的进行图像存储，将零件数据行存入二维数组，将背景数据行舍弃。

[0033] 3.边缘提取部分，先用膨胀法抵消前面腐蚀的作用，使边界复原，再用一维Prewitt算子对行图像逐行提取边缘，这样提取的边缘占了两个像元，取两像元的中点为边缘位置。

[0034] 4.圆心提取部分，圆半径计算部分，通过边缘在二维数组里位置用最小二乘法分别拟合出内外圆心位置以及内外圆的半径，继而计算出同心度。

[0035] 5.零件数据的采集和零件数据的处理计算交替进行，零件数据的采集和存储在整个零件经过CCD的时间内完成，零件数据的边缘提取、圆心提取和参数计算在零件和下一个相邻零件之间空隙传输的时间内完成，整个传输过程连续进行，无须暂停下来对零件进行检测，提高了检测的效率。

[0036] 本发明具有较高的检测精度和检测速度，可以实现空心圆柱零件截面内外圆同心度和内外圆半径的自动检测，并根据检测结果判断待测的圆柱零件是否符合生产要求，符合则继续检测下个零件，不符合则发出警报，所有零件的参数最终均有存储保留以便后续检查。本发明结构简单，易于调节，适用性广，具有良好的实用价值。

附图说明

[0037] 图1为本发明的系统结构示意图；

[0038] 图2为本发明照明部分核心照明示意图；

[0039] 图3-图6为本发明光源照明角度设计的原理图；

[0040] 图7-图9为本发明照明部分狭缝宽度设计的原理图；

[0041] 图10为本发明的待测零件拍摄方法及成像示意图；

[0042] 图11为本发明非接触检测方法的软件流程框图；

[0043] 图12为本发明系统图像处理计算算法的示意图。

具体实施方式

[0044] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。

[0045] 先请参阅图1，图1为本发明的系统结构示意图。由图可见，本发明空心圆柱零件的非接触检测系统的构成包括：

[0046] 传输部分：由控制器17和电控平移台12组成，所述的电控平移台12用于置放待测空心圆柱零件，以下简称为待测零件A，所述的控制器17与所述的计算机16的输出端相连，所述的控制器1)在所述的计算机16的控制下驱动所述的电控平移台12的运动，带动所述的待测零件A的运动；

[0047] 照明部分：由第一平行光源13-1、第二平行光源13-2和带刻度的滑轨10构成，所述的滑轨10沿所述的电控平移台12运动方向置于所述的电控平移台12的一侧，第一平行光源13-1、第二平行光源13-2分别安装在第一光源支架6-1、第二光源支架6-2上，两光源支架分别通过第一底座9-1、第二底座9-2固定在所述的滑轨10上；

[0048] 数据探测和处理部分：由线阵CCD11和计算机16构成，所述的线阵CCD11固定在CCD支架18上，该CCD支架18通过第三底座9-3固定在所述的滑轨10上，所述的第三底座9-3位于所述的第一底座9-1、第二底座9-2之间，所述的线阵CCD11与所述的计算机16之间由数据线相连；

[0049] 所述的计算机16控制所述的电控平移台12运载待测零件传输，第一平行光源13-1、第二平行光源13-2从上方倾斜对称照射所述的待测零件A，所述的CCD11接收所述的待测零件A的反射光，所述的计算机16控制CCD11采集数据，计算机16对输入的数据进行数据处理。

[0050] 本发明旨在提供一种具有较高检测精度和较快检测速度的非接触检测系统和非接触检测方法，以实现空心圆柱零件截面的内外圆同心度和内外圆半径的自动检测。根据待测目标的特殊性，系统照明部分和数据处理的软件算法部分相结合，提供一种特殊照明方法，加快了后续数据处理的速度和精度，检测方法设计的思路本身和软件算法选择也提高了检测的精度和速度，下面就系统照明部分和检测方法流程及算法选择部分分别作出详细说明。

[0051] 一、系统照明部分：

[0052] 由于后面的图像处理部分涉及到边缘提取，尤其是在图像预处理部分采用阈值法对行图像数据二值化，这与图像照明的对比度息息相关，对比度好的图像边缘锐利，在简单的算法下就可以提取到准确的边缘，从而提高了检测的速度和精度。依据这一思路本发明提供了一种特殊照明系统及方法。图3-图6为本发明照明部分角度设计的原理图，当光源以不同的角度照射到零件上，零件孔内外的照明对比度也有所不同。设单平行光源的垂直照度为E，则零件孔径以外部分U的照度为EU＝2Esinθ，当左右两束平行光L和R入射角θ较大时，如图3，孔径内部D可以接收到光照，即ED≠0，甚至在D中心区域照度可达到ED＝EU，这样孔径内外两侧的光照对比度很低，不利于边缘的检测；当左右两束平行光L和R入射角θ如图4所示时，此时θ＝arctan(h/a)，h为零件高度，a为零件孔(内圆)的直径，孔径内部D刚好接收不到光照，即ED＝0，称此时θ为临界角θ0，此时，孔径内外两侧的光照有很强的对比度，利于边缘的检测；当左右两束平行光L和R入射角θ很小时，如图5，孔径内部D接收不到光照，ED＝0，此时EU＜2Esinθ0，当入射角度θ太小的时候，EU太小，对比度又有所降低，不利于边缘的检测；综上，为保证ED＝0，采取比临界角θ0稍- -小的角度入射，对比度效果最好，入射角称为θ0，θ0 在实际操作中是这样确定的：本发明中的支架(6-1)与(6-2)上安装有显示光源入射角的角度盘，若其最小分度值是MIN，因此-
θ0 设定为小于θ0的可在角度盘上准确读取的度数，且

[0053] 同时，这种双光源照射法在针对孔径检测方面还可以对表面一些小起伏划痕形成的噪声影响起到一定的屏蔽作用。参照图6，零件表面有个不影响零件质量的凹陷B，当左右光源L和R照射到B上，虚线框内是凹陷照射情况的放大图，对于凹陷的b表面，其倾角大于光源入射角，因此R光在b上照度为0，若使用单光源照射(不失一般性，设只有R光照射)，则此时b表面在CCD上形成一个暗斑，这对于孔径的边缘检测来说是个噪声点，本发明系统中采用的对称双光源照明解决了这个问题，L光在b面上照度不为0，其照度Eb＞ED，(ED≈0)在后续的数据处理中，将阈值设的比较低，使得b面在CCD上形成的图像亮度数值在阈值之上，即去掉了b的噪声影响，而孔内照度几乎为0，阈值降低对其没有影响，图像亮度数值低的区域集中在孔径内部，同理可推得a面情况一样。

[0054] 图7至图9为本发明照明部分狭缝宽度设计的原理图。图中左半部分是不同狭缝宽度下的照射情况示意图，其中，h是零件高度，Su是零件上表面，Sd是移动平台台面，光源-按照上述设计的θ0 角度入射，由于采用的是线阵CCD，在CCD上成像的区域其实是一段宽度为J的窄带；图中右半部分是成像物体的俯视图，白色圆环是零件上表面Su，黑色部分是移动平台台面Sd，成像部分是宽度为J的窄带区域，不失一般性，俯视图取的是当零件运动到其直径部分附近刚好成像于CCD时的情况，分别从1、2、3三部分来分析光照情况，1是零件孔内部(背景)，2是零件上表面，3是零件以外的平移台面部分(背景)。

[0055] 根据前面所述的本发明照明部分角度设计的原理可知，1的照度几乎为0，2的照度 所以狭缝宽窄影响的是3的照度。图7是狭缝较宽的情况，此时在未有-零件遮挡的Sd面的J区域内有光照，照度为2Esinθ0，这就是此种情况下3区域的照度，E3＝E2，2，3区域的区分在于二者的反射率不同，2，3区域对比度不高；图8是临界宽度，即-
狭缝处于宽度上限d0 时的情况，此时左右两束光在台面Sd上刚好无相交部分，J区域的-
2，3区域的对比度较图7提高，此时宽度称为宽度上限d0， 图9
是狭缝宽度较小情况，缝宽 两束光在Sd面上的J区域内均不相交，则此时J区域的E3＝0，2，3区域对比度很高，有利益边缘检测。由于检测采用的线阵CCD的像元宽度很小(只有微米量级)，对应的成像窄带区域J也很窄(微米量级)，因此在实际操作中，只需先根据θ0-和h计算出狭缝宽上限d0-，再将狭缝调节到比d0-小毫米量级的宽度即足以满足J区域的E3＝0。最终的照明方式如图2，黑色部分代表狭缝。

[0056] 综合图2-图9的说明，对于带孔径零件边缘的检测，本发明中提出的照明系统及照明方法具有下列优势：1.光照入射角的特殊设计增强了孔内和零件上表面的照明对比度，光狭缝的宽度的特殊设计增强了零件上表面与零件以外背景的照明对比度，两者结合，增强零件成像的对比度，使零件成像边缘清晰锐利；2.可以屏蔽掉零件上表面一些小起伏划痕形成的噪声的影响，在物理上起到了去噪作用；3.上述两点提高了图像质量，从而简化了后续处理的算法，提高了检测的速度和精度。

[0057] 二、检测方法流程及算法选择部分

[0058] 传统图像的检测通常采用面阵CCD，直接将待测物成像在CCD二维像元面上，再对像面上信号数字化后的二维数组进行相应的处理运算，得到待测物的各项参数。这种方法使用方便，但是面阵CCD像元尺寸大，精度不高，对于本发明需检测零件的同心度，圆心位置的精度依赖于采集到的圆上点的坐标位置的精确性，即要保证采集到的图像上的点的定位精度，面阵CCD采集不能满足这样的高精度要求。本发明中采用线阵CCD等间距采集成像数据的方法来完成对待测零件的二维成像记录，如图10，黑色部分为运载台面，白色为零件，台面载着零件以 运动，a为某一时刻成像情况，只有直线所在处可在CCD成一行图像；b为每间隔1距离采集一次成像的行图像；c显示了最终采集到的二维离散图像。线阵CCD像元小，精度高，保证了图像点在y方向上的定位精度，计算机通过协调控制平移台移动和CCD数据采集，实现对零件的等间距定位行数据采集，从而实现行图像数据在x方向上定位的高精度。

[0059] 本发明中零件检测方法流程图如图11所示，一般在检测工作开始时，零件尚未传送到CCD处，即CCD还未检测到零件，故开启CCD扫描后先将检测零件标志端初始化为无效(EN＝0)。计算机开启平移台运动，并且通过函数实时获得平移台运动步数。图像采集受到零件定位部分的控制，通过零件定位部分获得的台面移动的步数，每间隔相同步数触发采集部分采集一行图像数据，电动平移台分辨率为微米数量级(即每步只有微米距离)，由此确定行图像数据的x坐标并实现行图像数据在x方向上定位的高精度。前面照明部分的设计使得零件和背景的对比度很大，背景照度几乎为0，则在在图像预处理部分和存储部分有这样设计构想，先进行阈值运算，实现二值化，再对二值化后图像腐蚀运算去除背景上的椒盐噪声，然后根据处理结果进行分类和选择性存储：行图像处理结果如果全为0且EN＝0，则为背景部分，还未检测到零件，继续回到采集部分等待下一行数据；若处理结果不全为
0，则已检测到零件，将行图像存储存入二维数组相应行，并将检测零件标志端置为有效(EN＝1)，回到采集部分等待下一行采集；待一个零件全部采集完成，CCD又捕捉到背景，处理结果全为0，此时EN＝1，表示检测了零件还未处理，则进行对已存好的二维图像数据的处理计算部分。前面判断存储时的腐蚀操作会使零件边界缩小，先用膨胀法使边界复原，再用一维Prewitt算子提取边缘，这样提取的边缘占了两个像元，取两像元的中点为边缘位置。
根据边缘在二维数组里的位置、像元大小和采集间隔距离换算出边缘点的坐标，通过边缘坐标用最小二乘法分别拟合出内外圆心位置以及内外圆的半径，从而计算出同心度，判断是否合格。将零件参数保存，并清空二维数组，标志端置为无效(EN＝0)，回到采集部分准备进行下一个零件的检测。

[0060] 图12为本发明系统图像处理计算算法的示意图，其中a为原始数字化行图像(带有噪声)，b为阈值法二值化后的行图像(边缘锐利)，c为腐蚀后再用膨胀法复原的行图像(去除了背景上噪声，边缘位置未受破坏)，d为行图像边缘提取(由行数据到点数据的转换)，e为边缘点在二维数组里的分布，f为由边缘点最小二乘后得到的内外圆心O1、O2和半径r1、r2。

[0061] 归纳起来，利用上述空心圆柱零件非接触检测系统对空心圆柱零件进行非接触检测方法，包括下列步骤：

[0062] 第一步：准备

[0063] ①将第一平行光源13-1、第二平行光源13-2在线阵CCD11的两侧对称地安装在带刻度的滑轨10上构成照明部分，将整个照明部分放置在所述的电控平移台12的一侧，所述的滑轨10与所述的电控平移台12的运动方向平行；

[0064] ②调整照明部分到电控平移台12的距离，再微调所述的第一底座9-1、第二底座9-2和第三底座9-3，使所述的CCD11的中心、第一平行光源13-1和第二平行光源13-2的光斑中心均对准所述的电控平移台12的中线；

[0065] ③用游标卡尺和直尺抽样测出待测零件A的高度h和内圆直径a，计算出临界角θ0＝arctan(h/a)，调整第一平行光源13-1和第二平行光源13-2的角度，将光源入射角-调整成略小于θ0的角度θ0，固定；

[0066] ④根据θ0-和h计算出光源的狭缝宽上限 将第一平行光源13-1和-第二平行光源13-2的狭缝均调节到比d0 小的宽度，此时光源出射的为窄带光斑；

[0067] ⑤随机取一个待测零件A立放在所述的CCD11的正下方的电控平移台12的台面上，调节第一平行光源13-1和第二平行光源13-2之间的距离，使两个光源在x方向上相对于CCD11对称放置，且两光源出射的窄带光斑区域在待测零件A的上表面重合；

[0068] ⑥将待测零件A沿所述的电控平移台12的运动方向，即在x方向等间距地立放在电控平移台12上，开启CCD11、电控平移台12和计算机16的电源，使其工作，运行检测软件程序开始检测；

[0069] 第二步：计算机16检测的流程如图11所示：

[0070] 初始化：计算机16运行检测软件程序开始检测并初始化：包括将待测零件A标志端初始化为无效(EN＝0)，表示未扫描到待测零件A，同时设置平移台运动速度等相关设备参数；

[0071] 第1步，待测零件A随电控平移台12开启而开始运输过程；

[0072] 第2步，CCD11摄像，计算机16采集行数据(平移台每走n步触发一次采集)；

[0073] 第3步，计算机16对采集到的一行数据先二值化，再腐蚀操作，对操作结果进行判断，若该行数据操作后全为0，则是背景，若不全为0，则是待测零件图像；

[0074] 当是背景且EN＝0，则返回第2步，采集下一行数据；

[0075] 当不是背景，则进入第4步；

[0076] 当是背景且EN＝1，则进入第5步；

[0077] 第4步，将采集到的行数据和相应的位置坐标存入二维数组，并将EN端置为有效(EN＝1)，之后再返回第2步，采集下一行数据，执行第3步，以此循环，直至获得一个待测零件A的全部行数据；

[0078] 第5步，对二维数组中数据进行膨胀算法抵消第4步中腐蚀算法对图像边缘的影响，再用一维Prewitt算子提取边缘；

[0079] 第6步，根据提取到的边缘在二维数组中的位置坐标：步数n×分辨率(平移台每步移动距离)×边缘点在二维数组中行坐标，可确定该边缘点的x坐标，边缘点在二维数组中列坐标×像元边长÷相机放大倍率，可确定该边缘点的y坐标。根据边缘点的(x，y)坐标，用最小二乘法分别拟合出参数：内圆、外圆的圆心位置和内圆、外圆的半径，根据两圆心位置计算同心度，然后判断是否符合生产要求，合格进入第7步；不合格则进入第8步；

[0080] 第7步，将所述的参数保存至硬盘，清空二维数组以便存储下一个待测零件数据，同时将EN端置为无效(EN＝0)，然后返回第2步，继续采集下一个待测零件的行数据；

[0081] 第8步，保存所述的参数至硬盘并且报警停止程序，等待人为处理和命令。