[发明专利]一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法

说明书

本发明公开了一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法，包括以下步骤：1、用激光沿着弹簧轴向方向进行照射，用工业相机对照射区域进行拍摄，将获得的图像转换为灰度图像；2、提取出激光在照射区域照亮的部分；3、采用霍夫变换检测并提取出参数坐标系下交点最多的点；4、将步骤3中得到的表达式变换回直角坐标系中；5、根据直线表达式在图像坐标系中进行取样；6、对取样点插值处理；7、对插值直线进行傅里叶变换并提取出傅里叶频谱中能量最大位置；8、计算熵值。本发明的有益效果是用傅里叶变换计算出平均节距大小，实现快速高效准确的测量弹簧节距，并且能够根据傅里叶频谱计算熵值从而评价弹簧节距的稳定性。

技术领域

本发明涉及测量领域，特别涉及一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法。

背景技术

目前大多数厂家在检测弹簧节距时还是人工采用游标卡尺等工具进行测量，这类传统的测量方法不仅效率低还误差大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量效率高且准确率高的弹簧节距测量方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法，包括以下步骤：

步骤1，使用一字线激光沿着弹簧轴向方向进行照射，并使用工业相机对照射区域进行拍摄，将获取真彩色图像转换为灰度图像；

步骤2，根据激光照射角度提取出线激光在照射区域照亮部分，其余部分置为零值；

步骤3，采用霍夫变换检测并提取出参数坐标系下交点最多的点，其计算公式为：

loc_r,θ＝{loc_r,θ∈r_m,θ_ms.t.r_m＝M(r),θ_m＝M(θ)},r_m＝x_mcosθ_m+y_msinθ_m

其中，m为图像中所有点的序号，M为众数；

步骤4，将步骤3中得到的loc_r,θ变换回直角坐标系中，其计算公式为：

步骤5，根据直线表达式在图像坐标系中进行取样；

步骤6，使用直线插值方法对取样点进行亚像素插值处理；

步骤7，对插值直线进行傅里叶变换并提取出傅里叶频谱中能量最大位置，则该位置所对应横坐标即为平均节距大小，其计算公式为：

其中，x(n)为直线中各点灰度值，N为直线采样点数量；

步骤8，对傅里叶频谱进行分段，并计算各段熵总和，其计算公式为：

以熵总和进行节距稳定性评判，p_i为傅里叶频谱各分段元素出现的概率，越小则节距稳定性越好。

本发明的有益效果是通过使用一字线激光沿着弹簧轴向方法进行照射并拍摄，其次选择评价区域，进而采用霍夫变换提取直线并插值，最后使用傅里叶变换计算出平均节距大小，实现快速高效准确的测量弹簧节距，并且能够根据傅里叶频谱计算熵值从而评价弹簧节距的稳定性。

附图说明

图1为本实施例获得的灰度图像；

图2为去除背景色后的数字图像；

图3为霍夫变换参数空间；

图4为直角坐标系对应的直线；

图5为傅里叶频谱；