[发明专利]基于数字图像处理的磨损原位测量装置及方法

权利要求书

1.一种可视化磨损原位测量装置，其特征在于：包括底板、水平位移装置、垂直位移装置、半圆弧槽过渡板、支撑架和数字显微镜；所述底板用于连接支撑整个测量装置并固定到摩擦磨损试验机上；所述底板上，设有由大直线导轨、大丝杠、大丝杠螺母、大旋钮、大轴承以及轴承座组成的所述水平位移装置；所述的大丝杠螺母上设有支柱；所述支柱右侧，设有由小直线导轨、小丝杠、小丝杠螺母、小旋钮、小轴承以及顶板组成的所述垂直位移装置；所述的垂直位移装置右侧设有半圆弧槽过渡板；所述过渡板右侧设有支撑架，用于支撑数字显微镜。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支撑架可以沿着过渡板上的半圆弧槽进行旋转，实现数字显微镜的180°旋转。

3.一种如权利要求1所述的测量装置所采用的基于数字图像处理的磨痕测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取单位长度所对应的像素点个数，记为A；

2)根据颜色的HIS模型，对磨痕M×N图像进行灰度化处理，得到每个像素点的灰度值，M为所述图像的宽度、N为所述图像的高度；

3)运用最佳阈值分割迭代解法对磨痕M×N图像进行分割，即对图像进行二值化处理；

4)采用Radon变换对步骤3)得到的二值图像进行任意角度投影，得到磨痕图像灰度累加值的一维曲线；对比所有角度投影得到累加值，最大累加值R_max对应的角度θ即为图像倾斜角度；

5)运用最小二乘法对θ角投影得到的曲线进行三次样条拟合，得到连续可微的曲线；

6)对所述曲线求灰度梯度幅度，得到梯度幅度的一维曲线；

7)根据梯度幅度的一维曲线找到梯度幅度的最大值点和最小值点，两点之间的距离即为磨痕宽度对应的像素点个数，记为P；

8)在图像上垂直于磨痕的方向，手动绘制左边界与右边界之间的垂直线，得到两边界之间的像素点个数，记为Q；与P进行比较，判断结果的准确度；

9)根据标尺图像上每单位长度对应的像素点个数A，得到磨痕的实际宽度值：P/A；

10)对所测量的磨痕宽度值进行存储。