[发明专利]一种基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法

说明书

本发明公开了一种基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法，包括以下步骤，获取含有原始参数数据的原始滚珠丝杠设计信息模板；通过图像采集设备获取滚珠丝杠法向截面图像；通过图像快速计算方法对采集到的滚珠丝杠法向截面图像进行图像曲率计算，获得其平均图像曲率；通过平均图像曲率获取滚珠丝杠法向截面图像的边缘轮廓信息数据；将原始滚珠丝杠设计信息模板内的原始参数数据与滚珠丝杠法向截面图像的边缘轮廓信息数据进行相关性计算，确定滚珠丝杠双圆弧的区域位置信息；通过最小二乘法进行双圆弧圆心及半径信息数据的拟合，计算得到滚珠丝杠参数。本发明具有测量效率好和使用方便的特点。

技术领域

本发明涉及视觉测量技术领域，特别涉及一种基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法。

背景技术

滚珠丝杠关键参数的快速测量在工程应用有着重要的现实意义，接触式测量和光栅投影是目前广泛应用的方法。由于这些方法包含了复杂的附件，同时需要一定的测量时间，难以开发出适合于现场滚珠丝杠测量的便携式系统。电磁涡流也被证明是一种很有前景的几何测量方法；然而，其复杂轮廓的测量机制，尤其是被测件曲率影响、区域尺寸和传感器的耦合关系仍然是影响其在滚珠丝杠测量中应用的关键影响因素。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法。本发明具有测量效率好和使用方便的特点。

本发明的技术方案：一种基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法，包括以下步骤：

S1：建立含有原始参数数据的原始滚珠丝杠设计信息模板；

S2：通过图像采集设备获取滚珠丝杠法向截面图像；

S3：通过图像快速计算方法对采集到的滚珠丝杠法向截面图像进行图像曲率计算，获得其平均图像曲率；

S4：通过平均图像曲率获取滚珠丝杠法向截面图像的边缘轮廓信息数据；

S5：将原始滚珠丝杠设计信息模板内的原始参数数据与滚珠丝杠法向截面图像边缘的轮廓信息数据进行相关性计算，确定滚珠丝杠双圆弧的区域位置信息；

S6：通过最小二乘法进行双圆弧圆心及半径信息数据的拟合，计算得到滚珠丝杠参数。

上述的基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法中，所述的步骤S3中,图像曲率快速计算方法的算法为：

其中，为卷积运算操作，为采集的滚珠丝杠法向截面图像。

前述的基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法中，所述的步骤4中，对滚珠丝杠法向截面图像的边缘轮廓信息数据进行获取的算法为：

，

，

，

其中，为图像平均曲率矩阵，，为矩阵行数，为矩阵列数，为边缘曲率范围，为平均曲率阈值，为最大边缘宽度，则其边缘位置可表述为：

。

前述的基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法中，所述的步骤5中相关性计算算法为：

，

其中，为像素点相关值，，为矩阵行列序号，为归一化原始设计轮廓信息模板，，为模板行列序号，为图像边缘信息，M，N为图像最大行列序号，计算完成后，相关值最大像素点即为测量区间的起始点位置。

前述的基于图像曲率快速计算的滚珠丝杠参数视觉测量方法中，所述的步骤6中双圆弧圆心及半径的信息数据拟合的算法为：

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