[发明专利]一种表面粗糙度检测方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于粗糙度检测领域，特别涉及一种表面粗糙度检测方法和设备。

背景技术

工件表面粗糙度的传统检测方法是接触式的触针法测量，在触针法测量中，金刚石触针对工件表面有划伤，且其检测取样是线性取样，不能代表整个表面轮廓的特征。基于非接触式的光学测量因设备昂贵、受生产现场环境影响大、操作不方便、工作效率低等原因限制了其应用。因此基于机器视觉的粗糙度测量方法日益受到研究者的重视。但目前表面粗糙度的机器视觉检测方法普遍是同时采用CCD相机和显微镜，由于显微镜视场小，能测量的工件范围较小，不符合磨削件表面纹理随机性较大的测量要求。另外，机器视觉测量表面粗糙度主要针对待侧物表面图像的灰度值信息进行统计分析，而灰度图像不利于人类视觉系统(HVS)的直观评判。

发明内容

为此，本发明提供一种新的表面粗糙度检测方法和设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种表面粗糙度检测方法，所述方法包括：获取清晰度与物体表面粗糙度之间的对应关系，其中清晰度为参照物在物体表面所形成的虚像的清晰度；获取参照物在待检测物的表面所形成的虚像对应的图像；计算图像的清晰度值；以及根据对应关系，计算图像的清晰度对应的表面粗糙度，作为待测物的表面粗糙度。

可选地，在根据本发明的方法中，获取清晰度与物体表面粗糙度之间的对应关系，包括：选取一组具有不同的表面粗糙度的样块；获取参照物分别在各样块表面所形成的虚像对应的一组图像；计算一组图像中每个图像的清晰度值；根据各样块的表面粗糙度以及所计算出的图像清晰度值，建立清晰度与表面粗糙度之间的对应关系。

可选地，在根据本发明的方法中，采用最小二乘法建立清晰度与表面粗糙度之间的对应关系。

可选地，在根据本发明的方法中，其中参照物为彩色参照物。

可选地，在根据本发明的方法中，其中参照物为红绿色块。

可选地，在根据本发明的方法中，其中按照如下公式计算图像清晰度值F(I)：

式中

其中，m、n分别表示图像的长度像素数和宽度像素数；

R_xy、G_xy、B_xy分别表示图像中像素点的红、绿、蓝分量值；

是亮度梯度函数；

δ_xy为色差评价参数；

为非线性放大系数；

Γ_ijk为色彩空间，Γ_i(x,y)分量表示图像在色彩空间的亮度，Γ_i(x,y)＝(R_xy+G_xy+B_xy)/3。

根据本发明的一个方面，提供一种表面粗糙度检测设备，包括：存储装置，适于存储清晰度与物体表面粗糙度之间的对应关系，其中清晰度为参照物在物体表面所形成的虚像的清晰度；图像获取装置，适于获取参照物在待测物的表面所形成的虚像对应的图像；清晰度计算装置，适于计算图像的清晰度值；以及粗糙度计算装置，适于根据对应关系，计算图像的清晰度对应的表面粗糙度，作为待测物表面的粗糙度。

可选地，在根据本发明的设备中，存储装置所存储的清晰度与物体表面粗糙度之间的对应关系按照如下方式得到：选取一组具有不同的表面粗糙度的样块；获取参照物分别在各样块表面所形成的虚像对应的一组图像；计算一组图像中每个图像的清晰度值；根据各样块的表面粗糙度以及所计算出的图像清晰度值，建立清晰度与表面粗糙度之间的对应关系。

可选地，在根据本发明的设备中，其中，采用最小二乘法建立清晰度与表面粗糙度之间的对应关系。

可选地，在根据本发明的设备中，其中参照物为彩色参照物。

可选地，在根据本发明的设备中，其中参照物为红绿色块。

可选地，在根据本发明的设备中，其中清晰度计算装置按照如下公式计算图像清晰度F(I)：

式中

其中，m、n分别表示图像的长度像素数和宽度像素数；

R_xy、G_xy、B_xy分别表示图像中像素点的红、绿、蓝分量值；

是亮度梯度函数；

δ_xy为色差评价参数；

为非线性放大系数；