[发明专利]一种基于四元数奇异值熵指标的磨削表面粗糙度检测方法

权利要求书

1.一种基于四元数奇异值熵指标的磨削表面粗糙度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以彩色光源为参照物，使参照物在一组粗糙度不同的标准试块表面形成彩色虚像，利用纯四元数Q(x，y)表征彩色虚像任一点(x，y)处的三个颜色分量，公式如下：

Q(x，y)＝R(x，y)i+G(x，y)j+B(x，y)k

其中，Q(x，y)为彩色图像纯四元数矩阵；R(x，y)，G(x，y)和B(x，y)是基于矩阵形式的颜色矢量，为实数；i、j、k分别代表四元数的3个虚部；

(2)对步骤(1)的纯四元数矩阵进行奇异值分解；

(3)截取步骤(2)中的前30个奇异值，计算其奇异值熵指标；

(4)利用支持向量机对奇异值熵指标和粗糙度值进行训练拟合，从而得到预测模型用于预测粗糙度。

2.根据权利要求1所述的一种基于四元数奇异值熵指标的磨削表面粗糙度检测方法，其特征在于：步骤(2)具体包括：对步骤(1)的纯四元数矩阵进行奇异值分解，可得奇异值矩阵∑_r＝diag(δ₁，δ₂…δ_r)；对每个奇异值进行归一化处理，即

式中，于是有满足信息熵归一化条件；根据信息熵的计算公式：

令k＝1，构造出计算奇异值熵QE的计算公式

其中，r为选取的奇异值总数。

3.根据权利要求1所述的一种基于四元数奇异值熵指标的磨削表面粗糙度检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中获取彩色虚像采用的装置包括检测平台、定制彩色光源、图像获取单元和智能终端；

所述检测平台用于承载待测物件；

所述定制彩色光源包括灯座、灯珠和方形灯罩，所述灯座表面设置有方形灯罩；所述图像获取单元为相机，所述定制彩色光源和图像获取单元通过支架设置在检测平台的上方，且定制彩色光源发射的光和图像获取单元均朝向所述检测平台上待测物件的表面，所述方形灯罩的平面中心法线与待测物件上表面的法线的夹角为θ₁，所述图像获取单元的光轴与待测物件上表面的法线的夹角为θ₂，方形灯罩的平面中心法线与图像获取单元的光轴位于待测物件上表面的法线两侧，所述θ₁、θ₂均小于90°，且θ₁＝θ₂；

所述图像获取元件与所述智能终端连接，所述图像获取元件用于获取定制彩色光源在待测物表面所成的虚像所对应的图像，并发送给所述智能终端；

所述智能终端包括存储模块和粗糙度计算模块；所述存储模块用于存储定制彩色光源的虚像图像的奇异值熵指标与物体表面粗糙度之间的对应关系，所述粗糙度计算模块用于根据图像获取单元获取的虚像图像，计算图像的奇异值熵指标，再根据存储模块所存储的对应关系，计算待测物的表面粗糙度。

4.根据权利要求3所述的一种基于四元数奇异值熵指标的磨削表面粗糙度检测方法，其特征在于：所述定制彩色光源包含有2个或4个灯珠，每个灯珠通过相同的方形灯罩独立罩住；其中一半为红色灯珠，一半为绿色灯珠；当灯珠数为2个时，设置一排；当灯珠数为4个时，设置两排，每排2个灯珠的方式，且相邻灯珠的颜色不同。

5.根据权利要求4所述的一种基于四元数奇异值熵指标的磨削表面粗糙度检测方法，其特征在于：该装置还包括多通路数显光源控制器，所述光源控制器的每一通路控制分别其中一个灯珠，所述光源控制器能够控制灯珠的亮度。