[发明专利]一种基于三维轮廓的螺纹参数测量方法及系统

说明书

本发明公开一种基于三维轮廓的螺纹参数测量方法及系统，该螺纹参数测量方法包括以下步骤：获取多张螺纹件不同角度的螺纹二维轮廓图像；对每张螺纹二维轮廓图像进行预处理；对预处理后的每张螺纹二维轮廓图像进行图像边缘轮廓检测，检测图像边缘轮廓后，检测轮廓图像中存在的直线，过滤掉多余的直线线段，筛选出螺纹两侧牙型轮廓的直线段；根据螺纹参数定义分离螺纹的牙顶像素和牙底像素，计算螺纹相关参数；将每张螺纹二维轮廓图像所得到的螺纹参数进行合成处理，合成得到螺纹的三维轮廓参数。本发明检测准确性高，操作简单，且成本低。

技术领域

本发明属于自动化精密机械测量技术领域，具体涉及一种基于三维轮廓的螺纹参数测量方法及系统。

背景技术

目前市场上高精度螺纹质量检测的主要方法是螺纹环规或塞规、用螺纹千分尺测量、用齿厚游标卡尺测量、三针测量法、双针测量法。这些检测方法虽然检测精度高，但检测效率低下，劳动强度大，不能快速对高精度螺纹质量进行有效的控制。

而现有的智能化螺纹检测方式是基于对螺纹拍摄的平面图像，只能局部检测，由于定位误差、图像采集误差等原因，对单幅二维图片进行测量得到的数据并不能真实反映螺纹三维轮廓的参数，造成测量精度差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于三维轮廓的螺纹参数测量方法及系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明公开一种基于三维轮廓的螺纹参数测量方法，包括以下步骤：

获取多张螺纹件不同角度的螺纹二维轮廓图像；

对每张螺纹二维轮廓图像进行预处理；

对预处理后的每张螺纹二维轮廓图像进行图像边缘轮廓检测，检测图像边缘轮廓后，检测轮廓图像中存在的直线，过滤掉多余的直线线段，筛选出螺纹两侧牙型轮廓的直线段；

根据螺纹参数定义分离螺纹的牙顶像素和牙底像素，计算螺纹相关参数；

将每张螺纹二维轮廓图像所得到的螺纹参数进行合成处理，合成得到螺纹的三维轮廓参数。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，对多张螺纹二维轮廓图像进行预处理包括进行灰度化处理和/或降噪处理。

作为优选的方案，采用双边滤波算法对多张螺纹二维轮廓图像进行降噪处理。

作为优选的方案，对预处理后的每张螺纹二维轮廓图像进行图像边缘轮廓检测具体包括以下步骤：

A1)通过Canny算子检测图像边缘轮廓，得到螺纹的二维轮廓图像；

A2)采用霍夫变换线检测方法检测二维轮廓图像中存在的直线；

A3)滤掉多余直线线段，筛选出螺纹两侧牙型轮廓的直线段。

作为优选的方案，根据螺纹参数定义分离螺纹的牙顶像素和牙底像素，计算螺纹相关参数，具体包括以下步骤：

B1)根据螺纹参数定义分离螺纹的牙顶像素和牙底像素，分别计算出螺纹左轮廓与右轮廓的中径线、大径线和小径线；

B2)利用左、右轮廓的直线距离计算出螺纹的中径、大径和小径；

B3)通过计算牙顶像素的距离计算螺纹的螺距。

作为优选的方案，采用CCD摄像头获取多张螺纹件不同角度的螺纹二维轮廓图像。

作为优选的方案，在获取多张螺纹件的螺纹二维轮廓图像前，对摄像头参数进行标定。

另一方面，本发明公开一种基于三维轮廓的螺纹参数测量系统，包括：