[发明专利]基于维氏硬度的压痕图像识别方法及系统

说明书

技术领域

本发明关于硬度的测量技术，特别是关于维氏硬度的测量技术，具体的讲是一种基于维氏硬度的压痕图像识别方法及系统。

背景技术

硬度测量广泛应用于工业生产、科学实验和国家建设领域。硬度是材料机械性能和产品质量的重要指标之一，是固体材料抵抗形变、破坏的能力。物质的硬度值的大小不仅取决于材料本身，而且更取决于测量方法和测量条件。常规的硬度测量方法按照施加负荷的情况可分为静负荷试验方法和动负荷试验方法二大类，其中静负荷试验方法是在静负荷作用下使压头压入材料来测定硬度，如布氏、维氏、洛氏、肖氏等硬度试验方法；动负荷试验方法是在动负荷作用下使压头冲击材料来测定硬度，如冲击布氏、冲击肖氏试验。

维氏硬度试验是由1925年英国人R.L.Smith和G.E.Standland发明，由Vickers公司首先制造。这种试验方法是利用夹角136°的正四棱锥金刚石压头在一定负荷作用下压入试件，通过测量菱形压痕对角线长度来表示硬度值。关于压痕的测量方式可以分为人工和半人工测量两种方式。人工测量采用目测与手动调节位移相结合的方法，借助显微目镜分划板移动试件，确定压痕上下、左右边缘的切线位置，分别读取移动的位移大小作为压痕宽度计算硬度。半人工测量则是明确压痕大致区域后利用图像处理对压痕进行垂直、水平轴向范围内的自动识别和测量。

上述传统的测量方式中造成误差的直接原因是由于人工视觉极易疲劳且受限于感观认识差异。随着工作时间的推移，工作效率渐低，误差也会逐步增大。因此，测量得到的硬度值具有较大的误差，准确性较低。

发明内容

为了解决现有技术中测量得到的硬度值具有较大的误差，准确性较低的技术问题，本发明实施例提供了一种基于维氏硬度的压痕图像识别方法及系统，通过维氏硬度计的光路系统以及相机分别对布氏硬度试块开展自动识别，通过粗定位将压痕从不同复杂背景中剥离出来，再进行边缘抑制提取，无效干扰的边缘信息得到抑制，从而将压痕轮廓边界的主干边缘保留下来，其后通过精细定位得到四边拟合直线，将当前测量的边界范围加上角点从新定位后即可实现对压痕图像的准确测量。

本发明的目的之一是，提供一种基于维氏硬度的压痕图像识别方法，所述的方法包括：通过维氏硬度计在布氏硬度试块上压出压痕；通过相机获取与所述的压痕对应的压痕图像；对所述的压痕图像进行聚类粗定位，得到定位范围；在所述的定位范围内对所述的压痕图像进行边缘抑制提取，得到提取的边缘；根据所述的边缘对所述的压痕图像进行四边拟合定位，得到所述压痕图像的最佳拟合直线；根据所述的最佳拟合直线进行角点定位，得到最终角点。

本发明的目的之一是，提供一种基于维氏硬度的压痕图像识别系统，所述的系统包括：维式硬度计，用于在布氏硬度试块上压出压痕；相机，用于获取与所述的压痕对应的压痕图像；聚类粗定位装置，用于对所述的压痕图像进行聚类粗定位，得到定位范围；抑制提取装置，用于在所述的定位范围内对所述的压痕图像进行边缘抑制提取，得到提取的边缘；四边拟合定位装置，用于根据所述的边缘对所述的压痕图像进行四边拟合定位，得到所述压痕图像的最佳拟合直线；角点定位装置，用于根据所述的最佳拟合直线进行角点定位，得到最终角点。

本发明的有益效果在于，提供了一种基于维氏硬度的压痕图像识别方法及系统，通过维氏硬度计的光路系统以及相机分别对布氏硬度试块开展自动识别，通过粗定位将压痕从不同复杂背景中剥离出来，再进行边缘抑制提取，无效干扰的边缘信息得到抑制，从而将压痕轮廓边界的主干边缘保留下来，其后通过精细定位得到四边拟合直线，将当前识别的边界范围加上角点从新定位后即可实现对压痕图像的准确测量，具有比较好的自适应能力和鲁棒性，解决了现有技术中测量得到的硬度值具有较大的误差，准确性较低的技术问题。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于维氏硬度的压痕图像识别方法的流程图；

图2为图1中的步骤S103的具体流程图；

图3为图2中的步骤S201的具体流程图；

图4为图2中的步骤S205的具体流程图；

图5为图1中的步骤S104的具体流程图；