[发明专利]一种基于镜面图像处理的零件表面平整度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于镜面图像处理的零件表面平整度检测方法。

背景技术

零件尺寸精度的测量在制造领域的需求越来越显得迫切，特别是非接触式的测量方法，在诸如航空航天、精密制造、军事等领域都具有越来越广泛的运用。对零件尺寸形状的测量主要可以分为接触式和非接触式两类方法。接触式测量是测量头与工件表面直接进行接触而测量，沿着一定的路径进行扫描运动。其缺点是显而易见的，即很容易对被测表面造成一定程度的损伤，特别在某些精度要求高的场合，该方法更是不可取。

传统非接触式检测技术中有一种超高速实时三维视觉测量装置及方法，该测量装置主要包括：一个或一个以上的激光位移传感器、面阵摄像机；该测量方法包括：利用激光位移传感器、面阵摄像机和平面靶标获得三维测量基准点和空间直线方程，基于所获得的测量基准点和空间直线方程，根据测得的被测物位移，计算被测物处于不同位置的被测光点在全局坐标系下的坐标完成对被测物的超高速实时三维视觉测量。但是目前关于工件平整度的检测系统大都是基于三维模型，导致计算量大，耗时较多。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种全新设计，能够有效实现零件平整度测量，且运算量小，工作效率高的基于镜面图像处理的零件表面平整度检测方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于镜面图像处理的零件表面平整度检测方法，包括如下步骤：

步骤001.选择一块表面平整的平板，根据平整度检测精度要求，在该平板的平整面上阵列排布印制圆形图案，构成参考平板；

步骤002.将参考平板与被测零件成45°夹角放置，且参考平板上圆形图案所在面面向被测零件的被测面，并让图像捕获装置的图像捕获方向以与参考平板上圆形图案所在面相平行的方向指向被测零件的被测面，获取参考平板上圆形图案经被测零件被测表面得到的镜面图像；

步骤003.根据参考平面上圆形图案的阵列排布，以相同的阵列布局对获得的镜面图像进行网格划分，使得每个网格至多包含一个对应参考平板上圆形图案的镜面图案；

步骤004.分别针对被测零件被测面图像上的各个网格进行处理，判断各个网格中的镜面图案是否完整，获取完整镜面图案；

步骤005.根据参考平板上的圆形图案，分别判断获取到的各个完整镜面图案是否发生变形，并由此判断被测零件的被测面是否平整。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤005之后还包括步骤006如下：

步骤006.根据镜面图像上坐标系与被测零件被测面上坐标系间的对应关系，针对发生变形的完整镜面图案所对应被测零件被测面上的非平整区域进行定位。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤004中，具体按照如下步骤分别针对被测零件被测面图像上的各个网格进行处理，判断各个网格中的镜面图案是否完整，获取完整镜面图案；

步骤00401.针对所述镜面图像进行二值化处理，其中，对应参考平板上圆形图案的镜面图案区域采用黑色像素进行替代，其它区域采用白色像素进行替代；

步骤00402.针对网格内的像素列由左至右逐列判断，从判断存在黑色像素点的列开始计数，直至不存在黑色像素点的列为止停止计数，获取该网格内镜面图案的像素列数n₁；针对网格内的像素行由上至下逐行判断，从判断存在黑色像素点的行开始计数，直至判断不存在黑色像素点的行为止停止计数，获取该网格内镜面图案的像素行数n₂；

步骤00403.根据预设镜面图案完整度阈值N₁，判断|n₁-n₂|是否小于N₁，若是则判断该网格内的镜面图案为完整镜面图案，否则判断该网格内的镜面图案为不完整镜面图案。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤005具体包括如下步骤：

步骤00501.将完整镜面图案的像素列数n₁和行数n₂的平均值(n₁+n₂)/2作为直径d，以此按照圆形面积获取方式，获取该完整镜面图案的预测面积S₀＝πd²/4；同时获取该完整镜面图案所在网格内实际黑色像素点的数目，作为该完整镜面图案的实际面积S；