[发明专利]利用Hough直线变换检测齿轮键槽方位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮冷整形技术领域，具体涉及一种利用Hough直线变换检测齿轮键槽方位的方法。

背景技术

齿轮冷整形前，需要齿轮键槽的方向和传送带运动的方向保持一致。而目前的工业现场中，这个操作是由专门的操作人员通过手工操作完成，即操作人员转动齿轮使其能够较为准确的嵌入压模键槽，然后再启动按钮完成冷整形操作。这种方法的缺点是显而易见的：

一)工作效率低，操作人员通常需要2～3秒即可完成整个过程；

二)增加了企业的劳动力的成本；

三)工作的环境恶劣，危险度较高。

因此，开发一个实时视觉检测系统具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够保证齿轮检测精度的同时，提高工作效率和降低制造成本，利用Hough直线变换检测齿轮键槽方位的方法。

技术方案：本发明的利用Hough直线变换检测齿轮键槽方位的方法以DSP芯片做为机器视觉的开发基础，利用Hough直线变换求解齿轮键槽的方位，具体步骤如下：

第一步 根据轴孔的轮廓的几何特征，计算出轴孔的重心；

第二步 以整个图像的中心为界，将整个图像区域分成4个子象限，并重新定义4个子象限的正方向；

第三步 对重心所在的子象限，根据公式ρ＝xcos(θ)+ysin(θ)，将直角坐标系x-y转换为极坐标系ρ-θ，对子象限中的直线进行第一次Hough直线变换，式中θ是直线的法线与x轴的夹角，ρ是原点到直线的垂直距离；

第四步 将极坐标空间量化成若干单元，为每一个单元设置一个计数器，曲线经过的某单元，该单元的计数器自增1，然后寻找计数器值最大者就是原始图像中直线的斜率，即键槽角度位置的一个粗略值α，该点在极坐标中的坐标值就是公共交点(ρ₀,θ₀)；

第五步在粗略值α的基础上加减20°，进行第二次Hough直线变换，得到精确转角。

作为优选，所述步骤二中对目标对象分象限处理，提取核心象限具体分析。

作为优选，所述步骤三中第一次Hough变换使用较大的量化值的ρ和θ进行。

作为优选，所述步骤五中第二次Hough变换时，使用小量化值的ρ和θ进行，同时将θ的缩减至(α-20°,α+20°)，当α-20°<0°时，θ的范围在(0°,α+20°)；当α+20°>90°时，θ的范围在(α-20°,90°)。

有益效果：与现有技术相比，本发明利用了二次Hough直线变换，在保证了检测的准确度的前提下，降低了检测时间，提高了齿轮冷整形的工作效率和操作的安全度。而且对目标对象分象限处理，提取核心象限具体分析，降低了计算的复杂程度，缩短了计算时间，由于只对核心象限精密计算，节省了SDRAM的空间，降低了实验设备的成本。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的利用Hough直线变换检测齿轮键槽方位的方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是被测键槽齿轮原始方位图；

图2是图像处理单元的硬件结构图；

图3是软件系统的工作流程图；

图4是DM642实际检测结果(LCD显示屏输出图)；

图5是子象限划分的示意图。

具体实施方式

实施例：

在工业现场，键槽齿轮的键槽方向与传送带的方向存在一定的角度，如图1所示，其竖直向上的方向为传送带的运动方向，键槽方向与传送带运动的方向存在一个夹角α，该夹角就是本设计需要测量的夹角。工业现场的工作流程，大致可分为四步：

第一步 自动进给机器将齿轮放在工作台，工作台的零件检测传感器将检测到的信号传送给DSP模块，DSP模块接收信号后，控制CCD摄像机进行数据采集，完成数据的输入；

第二步 DSP处理分析数据，并计算键槽的角度；

第三步 DSP将计算的角度传给PLC，PLC控制转动电动机旋转；

第四步 机器人将旋转好的齿轮送进冷整形工作区进行冲压。

其中，第二步为设计的重点，下文将作出详细说明。