定向管平行度測量方法技術

本發明專利技術提供了一種定向管平行度測量方法，包括如下步驟：首先，進行圖像采集：利用一攝像頭對定向管端面進行圖像采集，并將采集到的端面圖像進行存儲；然后，進行圖像處理：包括如下步驟：圖像類型轉化、圖像濾波、圖像分割、圖像邊緣檢測及圖像細化，所述圖像濾波采用Sigma濾波，所述圖像邊緣檢測包括邊緣粗檢測及邊緣精檢測；所述圖像細化為利用最小二乘法或遺傳算法進行反復迭代來還原定向管端面圖像；最后，進行圖像分析，包括如下步驟：圖像的特征參數提取、參數分析計算及平行度判定。與現有技術相比，本發明專利技術定向管平行度測量方法利用圖像技術來測量定向管之間的平行度，其測量結果精度高，且測量過程十分方便。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種針對平行多軸零件的平行度的測量技術，尤其涉及一種針對定向管的平行度測量方法。
技術介紹
對于大型軸類零件， 例如定向管，常規幾何量具難以對其平行度進行測量。目前，對多軸零件平行度測量的方法主要有兩大類瞄靶法和雙經緯儀法等。瞄靶法主要有人工瞄靶法以及在此基礎上改進的激光準直瞄靶法，此類方法需在炮口正前方數十米處放置靶板，通過對靶板上十字線或光斑的測量間接計算定向管間的平行度，測量過程中引入誤差的環節較多，故測量精度較低。雙經緯儀法用插在定向管兩端帶傳感器的心軸的圓心連線作為定向管的軸線，所以定向管端部的尺寸精度、形狀精度以及心軸制造的同軸度誤差和安裝隨機誤差都會影響測量結果的準確性。另外，對于上述兩類方法，一個測量循環只能對一根定向管的軸線參數進行測量，而且測量輔助時間長，測量過程信息化水平和自動化水平低，需多人協同完成，結果受主觀影響很大。近年來，隨著試驗的信息化水平正在大幅提升，以上測量方法明顯已經滯后。因此，確有必要提供一種新的平行度測量方法來解決上述問題。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題在于提供一種定向管的平行度測量方法，其可有效改善現有技術中存在的測量精度不準，測量過程不方便的問題。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案 一種，包括如下步驟 首先，進行圖像采集在定向管兩端設置用于采集定向管端面圖像并進行圖像存儲的攝像頭，并在攝像頭的視場范圍內設置一鉛垂線，所述定向管的端面圖像中設置一基準管并以該基準管的管心作為坐標原點，以所述鉛垂線作為縱坐標； 然后，進行圖像處理對攝像頭采集到的定向管兩端的端面圖像進行如下步驟的處理圖像類型轉化、圖像濾波、圖像分割、圖像邊緣檢測及圖像細化，所述圖像濾波采用Sigma濾波，所述圖像邊緣檢測包括邊緣粗檢測及邊緣精檢測；所述圖像細化為利用最小二乘法或遺傳算法進行反復迭代來還原定向管端面圖像； 最后，對圖像邊緣進行圖像分析，包括如下步驟圖像的特征參數提取、參數分析計算及平行度判定。進一步地，所述特征參數提取包括確定每根定向管在所屬圖像的二維平面坐標，所述參數分析計算時進行圖像配準并建立三維坐標系基準，進而得出定向管兩端在所述三維坐標系內的數值；所述平行度判定時根據所述數值建立定向管空間位置模型并得出定向管平行度數據。進一步地，所述邊緣精檢測運用三次平均數據處理法進行，把檢測精度提高到亞像素級。進一步地，進行圖像配準時，以定向管兩端的兩幅端面圖像中的管心為參考點。與現有技術相比，本專利技術利用圖像技術來測量定向管，其測量結果精度高，且測量過程十分方便。附圖說明 圖I (A)、(B)分別為本專利技術定向管平行度測量 平臺的主視圖及側視圖。圖2 (A)、(B)為定向管兩端的視圖。圖3為本專利技術中各個步驟的流程圖。具體實施方式 本專利技術提供一種，其利用一測量平臺進行平行度的測量，該測量平臺提供一圖像采集系統及一圖形工作站，并利用圖像采集系統采集定向管兩端的圖像，在利用所述圖形工作站對圖像進行處理，從而測量出定向管的平行度，以下進行具體說明。本專利技術的平行度測量方法包括如下步驟 首先，進行圖像采集利用攝像頭對定向管端面進行圖像采集，并將采集到的端面圖像進行存儲；具體來說，是在定向管兩端設置攝像頭，用于采集定向管兩端端面的圖像。然后，進行圖像處理包括如下步驟圖像類型轉化、圖像濾波、圖像分割、圖像邊緣檢測及圖像細化，所述圖像濾波采用Sigma濾波，所述圖像邊緣檢測包括邊緣粗檢測及邊緣精檢測；所述圖像細化利用最小二乘法或遺傳算法進行反復迭代來還原定向管端面圖像。最后，對圖像邊緣進行圖像分析，包括如下步驟提取圖像特征參數、參數分析計算及平行度判定，所述提取特征參數包括確定每根定向管在所屬圖像的二維平面坐標，所述參數分析計算時進行圖像配準并建立三維坐標系基準，進而得出定向管兩端在所述三維坐標系內的數值；所述平行度判定時根據所述數值建立定向管空間位置模型并得出定向管平行度數據。請參閱圖I所示，本專利技術最佳實施方式中，配合本專利技術的測量方法，本專利技術提供的所述測量平臺100包括一位于定向管200下方的工作臺10、位于定向管200兩端的圖像輸入裝置、與所述圖像輸入裝置連接的圖像處理裝置、圖形分析裝置及人機交互模塊。所述工作臺上方還懸掛一掛有重錘的鉛垂線30，該鉛垂線分別位于所述定向管的兩端并位于圖像輸入裝置對定向管端面的拍攝視場范圍內，且鉛垂線30垂直于工作臺10。所述定向管水平放置于所述工作臺上方，并以一個定向管作為基準管201，以該基準管201的管心作為坐標原點，而以所述鉛垂線30作為參考縱坐標。請配合參閱圖2所示，其為圖像輸入裝置對定向管兩端的拍攝圖像，所述定向管兩端的端面圖像中包含有所述鉛垂線。請配合參閱圖3所示，其為本專利技術測量方法的各個流程步驟，其中，所述圖像輸入裝置主要負責圖像采集及圖像存儲功能，其包括一對位于定向管縱向兩端的攝像頭20，用于拍攝并存儲定向管兩端的端面圖像。所述圖像處理裝置作為核心部分，負責對所述定向管的端面圖像數據進行運算處理，該圖像處理裝置中主要包括圖形類型轉化單元、圖像濾波單元、圖像分割單元、邊緣檢測單元及圖像細化單元。所述圖形分析裝置負責對定向管端面圖像進行分析計算，其包括特征參數的提取單元、參數分析計算單元及平行度判定單元。所述人機交互模塊主要負責通信與控制、系統標定的功能。另外，所述圖形工作站采用模塊式設計方案，將測量方法的各個步驟進行層層分解，各個步驟都可以獨立進行，每個步驟處理得到的結果均通過統一的數據接口和通信協議進行傳輸，方便測量人員進行認讀和控制。具體來說，針對定向管端面圖像中RIO輪廓以平滑圓弧為主的特點，所述圖形工作站首先利用圖像處理模塊進行數據處理，其采用對保持像素平滑及邊界清晰性都有很好效果的Sigma濾波技術，用臨近像素值計算接近實際值的平均值，再利用多窗口 Canny算子對圖像進行邊緣粗檢測。在此基礎上運用三次平均數據處理法進行邊緣精檢測，把檢測精度提高到亞像素級。然后對選定的邊緣用最小二乘法或遺傳算法進行反復迭代，最大程度還原每根定位管端面的理想形狀，減小形心誤差，使識別、定位等方面的精度滿足平行度測量要求。然后，利用所述圖像分析模塊，在確定每根定向管在所屬圖像的二維平面坐標后，分別以兩幅圖像中的基準管形心為參考點，對基準管的兩端圖像進行圖像配準，構建三維坐標系的基準(請配合參閱圖2所示)，進而變換出所有定向管兩端的形心在三維坐標系中的數值，建立整組定向管的空間位置模型。 綜上所述，本專利技術所述的平行度測量方法利用圖像測量技術把圖像作為信息傳遞的載體，依據視覺的原理和數字圖像處理技術對定向管的成像圖像進行分析研究，得到需要測量的信息，目前已成功應用于許多現代工業領域，也可應用于其他領域，例如 第一，可用于裝備中特殊形狀零件的幾何量測量，此類零件用常規方法不易測且測不準； 第二，可用于裝備中特殊材質零件的幾何量測量，如彈性材料、極低強度材料制成的零件，用常規方法對此類零件測量時易造成零件變形甚至損傷； 第三，可用于對微觀物質或組織的幾何特征測量，比如發動機、變速箱、液壓回路等機械系統故障診斷中采用的鐵譜分析法，需要對微米級磨粒的形貌及幾何參數進行測量，常規方法難以做到精準。在上述領域，本專利技術的圖像測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種定向管平行度測量方法，包括如下步驟：首先，進行圖像采集：在定向管兩端設置用于采集定向管端面圖像并進行圖像存儲的攝像頭，并在攝像頭的視場范圍內設置一鉛垂線，所述定向管的端面圖像中設置一基準管并以該基準管的管心作為坐標原點，以所述鉛垂線作為縱坐標；？然后，進行圖像處理：對攝像頭采集到的定向管兩端的端面圖像進行如下步驟的處理：圖像類型轉化、圖像濾波、圖像分割、圖像邊緣檢測及圖像細化，所述圖像濾波采用Sigma濾波，所述圖像邊緣檢測包括邊緣粗檢測及邊緣精檢測；所述圖像細化為利用最小二乘法或遺傳算法進行反復迭代來還原定向管端面圖像；最后，對圖像邊緣進行圖像分析，包括如下步驟：圖像的特征參數提取、參數分析計算及平行度判定。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹玉軍，尹曉春，羅曉賀，關貞珍，劉景江，萬家慶，唐衛，
申請(專利權)人：尹玉軍，
類型：發明
國別省市：