[发明专利]一种基于图像测量与处理的丝杠螺纹参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于图像测量与处理的丝杠螺纹参数测量方法，该方法可以实现对采集到丝杠螺纹图像的处理，并实现螺纹主要参数，如外径、内径、中径、螺纹高度及螺距的测量。

背景技术

在目前的工业生产中，丝杠螺纹的使用频率非常高，对螺纹参数进行实时高精度的测量，有利于对提高配件质量。传统螺纹的检测主要采用两种方法：其一是综合检验法；另一种是单参数测量法。传统的接触式测量方法精度相对较低，测量过程耗时耗力，且易导致螺纹损伤以及引起人为误差等。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像测量与处理的丝杠螺纹参数测量方法，能够对采集到的螺纹图像进行快速、准确地处理，实现对螺纹主要参数的测量。

一种基于图像测量与处理的丝杠螺纹参数测量方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

（1）首先利用图像采集系统获得丝杠螺纹的图像信息，然后对螺纹图像进行中值滤波、边缘增强、二值化和边缘提取处理后，获得清晰的螺纹轮廓图像；

（2）再分析该螺纹轮廓图像，首先在螺纹边缘两侧分别找到第一螺纹外径顶点M1、第二螺纹外径顶点M2、第三螺纹外径顶点M3、第四螺纹外径顶点M4，再得到这四个螺纹外径顶点的坐标，然后分别连接第一螺纹外径顶点M1与第二螺纹外径顶点M2，以及第三螺纹外径顶点M3与第四螺纹外径顶点M4，分别得到第一直线L1、第二直线L2；

（3）然后在螺纹内侧分别找到第一螺纹内径顶点N1、第二螺纹内径顶点N2、第三螺纹内径顶点N3、第四螺纹内径顶点N4，再得到这四个螺纹内径顶点的坐标，分别连接第一螺纹内径顶点N1与第二螺纹内径顶点N2、第三螺纹内径顶点N3与第四螺纹内径顶点N4，分别得到第三直线L3、第四直线L4；

（4）最后由第一直线L1、第二直线L2计算螺纹中间线L，再计算第一直线L1、第二直线L2之间的距离S1，即为螺纹外径；计算第三直线L3、第四L4之间的距离S2，即为螺纹内径；另外由距离S1和距离S2即可计算出螺纹中径S3和螺纹高度S4，最后计算出螺距S5。

步骤（2）中，首先在轮廓图像上，即在得到的外径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域R1，寻找R1区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为螺纹第一外径顶点M1，得到其X、Y坐标值；然后，在上部分的外径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域R2，寻找R2区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为第二螺纹外径顶点M2，得到其X、Y坐标值；

在下部分的外径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域R3，寻找R3区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为第三螺纹外径顶点M3，得到其X、Y坐标值；然后，在上部分的外径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域R4，寻找R4区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为第四螺纹外径顶点M4，得到其X、Y坐标值；

然后，分别连接第一螺纹外径顶点M1与第二螺纹外径顶点M2、第三螺纹外径顶点M3与第四螺纹外径顶点M4，分别得到第一直线L1、第二直线L2。

步骤（3）中，首先在轮廓图像上，即在得到的内径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域RR1，寻找RR1区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为螺纹第一内径顶点N1，得到其X、Y坐标值；然后，在上部分的内径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域RR2，寻找RR2区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为第二螺纹内径顶点N2，得到其X、Y坐标值；

在下部分的内径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域RR3，寻找RR3区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为第三螺纹内径顶点N3，得到其X、Y坐标值；然后，在上部分的内径轮廓线上，选取包含一个螺纹顶点的区域RR4，寻找RR4区域中各个轮廓点坐标Y值，找到Y值最大的点即为第四螺纹外径顶点N4，得到其X、Y坐标值；

然后，分别连接第一螺纹内径顶点N1与第二螺纹内径顶点N2、第三螺纹内径顶点N3与第四螺纹内径顶点N4，分别得到第一直线L3、第二直线L4。

本发明的方法是利用数字图像处理技术对输入图像进行处理，获得能够反应螺纹特征的清晰图像，分析图像灰度分布信息，获得清晰的螺纹轮廓图型，通过分析螺纹轮廓图像，建立数学模型，实现对丝杠螺纹主要参数的快速、准确的测量。具体是利用算法对采集到的螺纹图像进行快速、准确地处理，实现对螺纹主要参数的测量。该测量方法简单易行、性能稳定，成本较低，为快速、准确地测量螺纹主要参数提供了一种全新的解决方案。

附图说明