[发明专利]轮毂参数的在线测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及轮毂，尤其是涉及一种轮毂参数的在线测量方法。

背景技术

考虑到驾驶的安全性、舒适性以及汽车轮毂装配的效率性，对汽车轮毂高的制造要求被提取出来了。而轮毂的偏心距、偏心方向角、中心孔直径、节圆直径、螺栓安装孔的最大位置度及直径等都是评价轮毂质量的重要参数。

目前，厂家多采用PCD测量盘、PCD量规，要求较高的用三坐标测量仪来测量上述参数。但是PCD测量盘和PCD量规测量精度不高，而三坐标测量仪价格昂贵并且对操作人员要求很高。

周长明在2007年的硕士毕业论文《基于CCD的轮毂安装孔形位参数测量》上，先通过对轮毂中心孔和所有螺栓安装孔进行成像，再使用图像处理技术计算轮毂螺栓安装孔的圆心坐标和半径，该方法测量参数有限，精度不高。余红娟等2008年发表在《科技通报》上论文《数字图像处理技术在铝轮毂PCD值检测中的应用》，通过对轮毂中心孔和所有螺栓安装孔进行成像，最后通过图像处理技术计算轮毂的节圆直径，各孔到轮轴中心的半径等等。该方法测量参数同样有限，精度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮毂参数的在线测量方法。

本发明包括以下步骤：

1）采集到包括不同轮毂螺栓安装孔和部分中心孔的毂螺的局部图像，并记录每张局部图像采集前轮毂绕某一固定的旋转中心转过的角度；

2）提取每张局部图像上的中心孔轮廓和螺栓安装孔轮廓，并计算每张图片上的中心孔中心；

3）通过步骤2）提取出的中心孔中心拟合出旋转中心；

4）按照步骤1）记录的角度逆向旋转步骤2）提取出来的中心孔轮廓和螺栓安装孔轮廓拼接出包括完整中心孔和所有螺栓安装孔的轮毂轮廓图；

5）从轮毂轮廓图中计算轮毂中心孔直径、螺栓安装孔的节圆直径、螺栓安装孔的最大位置度及直径、轮毂中心孔中心与螺栓安装孔节圆中心之间的偏心距及偏心方向角。

在步骤1）中，所述轮毂的局部图像是通过轮毂绕某一固定的旋转中心转过一定角度后采集得到。

在步骤2）中，所述提取每张局部图像上的中心孔轮廓和螺栓安装孔轮廓，并计算每张图片上的中心孔中心的方法，可采用边缘提取的方法提取每张局部图像中的中心孔轮廓和螺栓安装孔轮廓，并用圆拟合的方法计算出每张局部图像中的中心孔中心。

在步骤3）中，所述通过步骤2）提取出的中心孔中心拟合出旋转中心的方法，可通过对所有局部图像的中心孔中心进行圆拟合后得到的拟合圆的中心，即旋转中心。

在步骤4）中，所述拼接出包括完整中心孔和所有螺栓安装孔的轮毂轮廓图的方法，可通过围绕着步骤3）中的旋转中心逆向旋转局部图像采集前轮毂转过的角度得到的。

在步骤5）中，轮毂偏心距和偏心方向角的计算步骤可为：

（1）把轮毂轮廓图中的多段中孔轮廓连接成一段完整的中孔轮廓，再对这一段完整的中孔轮廓进行圆拟合，求中孔中心；

（2）用圆拟合的方法拟合螺栓安装孔轮廓计算出螺栓安装孔的中心，再用螺栓安装孔的中心拟合出节圆中心；

（3）计算中孔中心与节圆中心之间的距离，即偏心距；计算由中孔中心指向节圆中心的向量与水平方向的夹角，即为偏心方向角。

在步骤5）中，螺栓安装孔的最大位置度的计算步骤可为：

（1）以中心孔中心M为圆心，节圆半径为半径作圆，记为理想圆，计算出所有螺栓安装孔的中心，按顺时针方向进行排序，记为P₁，P₂，P₃…P_N，任选一个螺栓安装孔；

（2）求由中孔中心到螺栓安装孔中心的射线与理想圆的交点，记为第1个理想点A₁；

（3）围绕着中心孔中心M连续顺时针旋转A₁点N-1次（N为螺栓安装孔的个数），每次旋转的角度为360/N,得到其他的N-1个理想点A₂，A₃…A_N；

（4）依次计算螺栓安装孔中心P₁,P₂，P₃…P_N与A₁A₂，A₃…A_N之间的距离，记为s₁,s₂,…s_N；