[发明专利]一种图像法螺纹牙型角求解方法

权利要求书

1.一种图像法螺纹牙型角求解方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，求取螺纹图像中的平均行号；

步骤2，根据步骤1求得的平均行号获得螺纹图像像素值的行列坐标；

步骤3，根据步骤2所得的行列坐标求得螺纹图像牙廓的牙根行行号和牙顶行行号；

步骤4，以步骤3所得的行号遍历螺纹图像，获得螺纹牙型边界点的行列坐标；

步骤5，根据步骤4所得的行列坐标求得螺纹牙廓的牙型角α₁、α₁’；

所述步骤1的具体过程如下：

获取螺纹图像，并对所获取的螺纹图像进行二值化，设像素点A、B为螺纹图像中像素值由黑至白的临界像素点，像素点A′和B′为图像中像素值由白至黑的临界像素点，当以螺纹图像中部无像素值变化的黑色像素行i_o为界限，对行号小于i_o的行用行中临界像素点数目值最大为目标逐行遍历图像，得到螺纹上部区域中像素值变化数最多的最小行号i_t和最大行号i_b，取二者平均行号i，即

式(5)中，i_t为行号小于i_o，且行中临界像素点最多的最小行行号；i_b为行号大于i_o，且行中临界像素点最多的最大行行号；i为图像上部区域平均行号；

对行号大于i_o的行，用同样目标遍历图像，得到螺纹下部区域中像素值变化最多的最大行号i’_b和最小行号i’_t，求得平均值：

式(6)中，i’_t为行号大于i_o，且行中临界像素点最多的最小行行号，i’_b为行号大于i_o，且行中临界像素点最多的最大行行号；

所述步骤2的具体过程如下：

按列从第0列至N列遍历步骤1获取螺纹上部区域的第i行，依次获得该行由黑至白像素值改变临界点A₁、A₂、A₃、A₄、A₅的行列坐标，及由白至黑像素值改变临界点B₁、B₂、B₃、B₄、B₅的行列坐标；遍历第i′行，依次获得该行由黑至白像素值改变临界点A’₁、A’₂、A’₃、A’₄、A’₅的行列坐标，及由白至黑像素值改变临界点B’₁、B’₂、B’₃、B’₄、B’₅的行列坐标；

所述步骤3的具体过程如下：

对第i行，以由白至黑的第一个像素点A₁与其右侧相邻点B₂获取二者的中点P₁列号，以P₁列按行递减方向获得牙顶边界点P’₁的行号i_p；接着以由白至黑的第二个像素点A₂与其右侧相邻点B₃获取二者的中点P₂列号，以P₂列按行递减方向获得牙顶边界点P’₂的行号i’_p；以点A₁和B₃获取二者中点G的列号，以G点的列号按行递增方向获得牙根点G’的行号i_G’；令

H＝i_G′-i_P (7)；

其中，i_G′为螺纹图像上半部分牙1牙根点行号；i_p为螺纹图像上半部分牙1牙顶点行号，H为牙1的牙根点行号与其牙顶点行号之差；

并取

和

式(8)和式(9)中，i_P′为牙廓扫描行中牙2牙顶点行号；i_C为螺纹图像上半部分区域所选牙廓牙根行行号；i_A为螺纹图像上半部分区域所选牙廓牙顶行行号；

对下侧螺纹的第i’行，以由白至黑的第一个像素点A’₁与其右侧相邻点B’₁获取二者的中点Q₁列号，以Q₁列按行递加方向获得牙顶边界点Q’₁的行号i_Q；接着以由白至黑的第二个像素点A’₂与其右侧相邻点B’₂获取二者的中点Q₂列号，以Q₂列号按行递加方向获得牙顶边界点Q’₂的行号i’_Q；以点A’₁和B’₂获取二者中点R的列号，以R的列号按递减方向获得牙根点R’的行号i_R’；令

H'＝i_Q-i_R′ (10)；

式(10)中，i_Q为螺纹图像下半部分牙1’牙顶点行号；i_R′为螺纹图像下半部分牙1’牙根点行号；H'为牙1’的牙顶点行号与其牙根点行号之差；

并取

和

式(11)和式(12)中，i_Q′为螺纹图像下半部分牙2’牙顶点行号；i′_C为螺纹图像下半部分区域所选牙廓牙根行行号；i′_A为螺纹图像下半部分区域所选牙廓牙顶行行号；

所述步骤4的具体过程如下：

分别以行号i_A和i_C遍历螺纹图像，获得牙1上边界点A、B和C、D的行、列坐标：A(i_A,j_A)，B(i_A,j_B)，C(i_C,j_C)，D(i_C,j_D)；以i’_A和i’_C遍历螺纹图像，获得牙1’上边界点A’、B’和C’、D’的行、列坐标：A’(i’_A,j’_A)，B’(i’_A,j’_B)，C’(i’_C,j’_C)，D’(i’_C,j’_D)；

所述步骤5的具体过程如下：

按如下公式(13)、(14)对获得的A、B、C、D或A’、B’、C’、D’各点行、列坐标求得牙廓1和牙廓1’的牙型角α₁、α₁’：

式中，α₁是牙1牙廓由图像测量得到的牙型角；α₁’是牙1’牙廓由图像测量得到的牙型角。