[发明专利]一种端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法

权利要求书

1.一种端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1：采集端面多圆角轴类零件的端面图像；

步骤2：通过模板匹配建立待检测端面多圆角轴类零件的端面图像与模板图像的图像坐标映射关系；

步骤3：通过形态学开运算消除端面多圆角轴类零件边缘毛刺干扰；

步骤4：由步骤2得到的图像坐标映射关系，通过边缘检测算子和八邻域边界跟踪算法获取感兴趣区域内端面多圆角轴类零件的轮廓坐标；

步骤5：经过离散点曲率计算获取各个圆角区域的分割点，通过最小二乘圆拟合获取各个圆角半径的像素值；具体步骤如下：

步骤5-1：根据离散曲率的计算公式，得到感兴趣区域内的轮廓曲率曲线图：

式中，θ₁为当前轮廓采样点到前一轮廓采样点的连线与x轴夹角，θ₂为后一轮廓采样点到当前轮廓采样点的连线与x轴夹角，L₁为当前轮廓采样点到前一轮廓采样点的欧式距离，L₂为后一轮廓采样点到当前轮廓采样点的欧式距离；其中θ与L由下面的计算公式得到的：

式中，x₂、y₂为后采样点坐标；x₁、y₁为前采样点坐标；

步骤5-2：根据直线的曲率是0，不同半径大小圆角的曲率不同这些特点，找出各个不同半径大小的圆角区域的分割点；

步骤5-3：将属于各个不同半径大小的圆角区域的轮廓坐标代入最小二乘圆拟合算法中，得到相应的各个圆角半径的像素值；

步骤6：通过标定得到该轴类零件的圆角半径的实际值。

2.根据权利要求1所述的端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法，其特征在于，所述步骤1中，通过面光源背光照明，利用工业相机和镜头得到端面多圆角轴类零件端面灰度图像。

3.根据权利要求1所述的端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法，其特征在于，所述步骤2中，首先将整幅图像由端面多圆角轴类零件端面部分充满，并且图像的上、下边缘与端面多圆角轴类零件端面部分上、下边缘平行的图像作为模板，接着将待检测的端面多圆角轴类零件的整个区域作为模板匹配区域，然后在整个模板匹配区域内搜索模板图像，在待检测的端面多圆角轴类零件图像中找到模板图像后，建立起模板图像坐标与待检测图像坐标的映射关系。

4.根据权利要求1所述的端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法，其特征在于，在所述步骤3中，对待检测端面多圆角轴类零件图像进行数学形态学开运算处理；处理过程为，通过结构元素对待检测端面多圆角轴类零件图像先腐蚀后膨胀，从而去除待检测端面多圆角轴类零件边缘毛刺，平滑边缘。

5.根据权利要求1所述的端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法，其特征在于，所述步骤4中，获取感兴趣区域内边缘轮廓的具体步骤为：

步骤4-1：首先将在端面多圆角轴类零件模板图像中预先设定的感兴趣区域通过步骤2中的坐标映射关系，转换成待检测端面多圆角轴类零件图像中相应的区域；

步骤4-2：采用Sobel算子对感兴趣区域内的待检测端面多圆角轴类零件图像进行边缘检测，从而得到感兴趣区域内的边缘图像；

步骤4-3：采用逆时针方向，对在感兴趣区域内的边缘图像进行八邻域边界跟踪，从而得到感兴趣区域内待检测端面多圆角轴类零件的轮廓坐标P，并将其坐标记录下来。

6.根据权利要求1所述的端面多圆角轴类零件圆角半径测量方法，其特征在于，所述步骤6中，通过标定得到每个像素代表的实际物理量，即当量；将步骤5中得到的各个圆角半径像素值乘以像素当量，即可得到各个圆角半径的实际值。