[发明专利]一种基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法及系统，其中，该方法包括如下步骤：步骤一：根据一定的步长拍摄多幅零件图像，再通过深度合成功能获得被测零件的3D图像并存储到计算机中；步骤二：对零件的3D图像的不同截面进行重复测量，并进行去噪处理，得到3D图像中基本图元单位清晰的边缘信息；步骤三：根据步骤二提取的边缘信息，与预设的标准类别进行对比，确定零件的3D图像相对应的标准类别，并根据相应标准类别求得对应的参数。本发明解决了传统的机械零件尺寸测量方法效率低、测得的数据受人为影响因素较大的问题。

技术领域

本发明属于精密测量和计算机辅助测量分析技术领域，尤其涉及一种基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法及系统。

背景技术

航天工业当中机械加工零部件精度决定了设备能否达到设计性能指标需求，而其精度的测量离不开测量技术的发展。随着科技的发展、检测对象的多样化以及精度要求的不断提高，对测量精度、实时性以及测量效率要求越来越高，尤其是零件形状的复杂性和测量的实时性都对传统的精密测量技术产生了巨大的冲击。

目前，传统的机械零件尺寸测量方法主要通过人工利用专用的测量工具或者专门定制的零件尺寸标准模板来进行对比测量。该方法测量效率低，并且测得的数据受到人为主观因素影响较大，尺寸测量既精度低又费时费力，如航天阀门底座类零件密封面处几何尺寸的测量。由于阀门底座密封面一般位于阀门内孔较深处(深度为25mm～85mm不等)，接触式测量方法和小景深低倍率光学非接触测量方法均无法深入内部实施有效测量，现阶段需要剖切产品实施测量，此方法测量全过程均采用手工进行，测量效率低且无法实现100％测量。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法及系统，解决了传统的机械零件尺寸测量方法效率低、测得的数据受人为影响因素较大的问题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一个方面，提供了一种基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：根据一定的步长拍摄多幅零件图像，再通过深度合成功能获得被测零件的3D图像并存储到计算机中；步骤二：对零件的3D图像的不同截面进行重复测量，并进行去噪处理，得到3D图像中基本图元单位清晰的边缘信息；步骤三：根据步骤二提取的边缘信息，与预设的标准类别进行对比，确定零件的3D图像相对应的标准类别，并根据相应标准类别求得对应的参数。

上述基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法中，在步骤一中，启动超景深显微系统，安装长焦镜头，镜头倍率设置为200X，并对零件被测部位顶端聚焦清晰，将镜头以50um的移动间距拍摄一幅图像，并分别计算图像清晰度函数(当清晰度值最大时，对应的移动间距和镜头倍率为最佳配置)，再通过深度合成功能获得被测零件的3D图像并存储到计算机中。

上述基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法中，在步骤二中，利用Canny等边缘检测算子提取边缘信息。

上述基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法中，在步骤三中，如果零件的3D图像相对应的标准类别为直边圆弧型，采用一定的算法得到直边圆弧型中的两段圆弧所对应的圆的半径R1、R2以及圆心位置，同时求出位于上方的那个圆弧的最高点和位于下方的那个圆弧的最低点之间的垂直距离H1；其中，直边圆弧型包含两个圆弧，这两个圆弧之间相连的一条直线是竖直方向的直线，并且与那两个圆弧都相切。

上述基于图像处理的典型产品几何尺寸测量方法中，在步骤三中，如果零件的3D图像相对应的标准类别为单斜边圆弧型,采用一定的算法得到单斜边圆弧型中的两段圆弧所对应的圆的半径R3、R4以及圆心位置，同时求出位于上方的那个圆弧的最高点和位于下方的那个圆弧的最低点之间的垂直距离H2，另外还有边缘斜线与垂直方向的倾斜角度Q2；其中，单斜边圆弧型包含两个圆弧，这两个圆弧之间相连的一条直线是斜方向的直线，并且与那两个圆弧都相切。