[发明专利]基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法

权利要求书

1.基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤1）、利用背光源对齿轮进行拍摄，获得清晰分明的齿轮轮廓图像；

步骤2）、获得轮廓清晰的齿轮图像后，对图像进行预处理，得到齿轮的二值图，填充齿轮内孔；

步骤3）、选择标准量块，对标准量块进行拍照，利用边缘检测算法，得到量块对边距离与像素点的关系；

步骤4）、图像经过预处理后，寻找齿轮的外接圆圆心、齿根圆最小半径以及齿顶圆最大半径，对获得的半径值进行处理，并利用处理后的半径值，对齿轮内部进行二次填充，获得齿轮齿数；

采用像素间距最值平均法计算齿轮参数，以齿轮外接圆圆心，齿根圆最小半径与齿顶圆最大半径的均值，进行黑色圆形填充，半径均值每次累加一个单位值，当白色区域个数与齿数不等时，将此时半径均值与齿顶圆最大半径的均值作为齿顶圆半径；半径均值每次累减一个单位值，当白色区域个数与齿数不等时，将此时半径均值与齿根圆最小半径的均值作为齿根圆半径；

步骤5）、 根据二次填充后的图像轮廓，以最适应精度调节法，调节处理后的半径值，并计算齿轮参数。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法，其特征在于：步骤1）在利用背光源对齿轮进行拍摄的过程中，采用平行光源照射齿轮；相机与齿轮保持适当距离，确保齿轮整体恰好出现在相机视野中；齿轮与背光源保持适当距离，确保背光源照射在齿轮上，齿轮轮廓不会出现漫反射；相机镜头与光源之间的夹角保持在5度范围内。

3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法，其特征在于：步骤2）中所述的预处理为：经过相机拍摄得到RGB图像后，对图像进行灰度化处理,对灰度图像进行反二值化处理，使齿轮图像变为白色像素值，背景颜色变为黑色像素值；对于齿轮中心的黑色孔洞，通过孔洞填充的方法，使其由黑色像素值变为白色像素值。

4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法，其特征在于：步骤3）中根据齿轮的大小，选择与齿轮大小尺寸相近的标准量块，采用平行光源进行拍摄，保持三者之间的距离以及光源与相机的夹角，利用canny算法对标准量块进行边缘提取；通过Hough直线检测法，检测标准量块边缘的直线；利用OpenCV读取标准量块对边距离所对应的像素值。

5.根据权利要求3所述的基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法，其特征在于：步骤4）中将外接圆的圆心作为齿轮的中心，并且中心点与白色像素值最远点间的距离记为a；中心点距离黑色像素值最近点的距离记为b；取二者的平均值，利用平均值对齿轮像素做最值处理。

6.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的直齿圆柱齿轮参数快速精准测量方法，其特征在于： 在步骤5）利用最值平均法对齿轮图像进行处理的过程中，在平均值递增的过程中，判断齿轮轮廓中白色像素值区域个数，白色像素值区域个数与齿数不等时，像素值精度增加一个量级，同时齿轮齿数减1，以此类推，直到白色像素值区域为0。