[发明专利]一种基于激光散射法的表面粗糙度在线测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光散射法的表面粗糙度在线测量系统，其特征在于，包括：

激光器，用于发出准直激光束，所述激光束以设定的角度斜射到被测物体表面；

采集屏，用于采集携带有金属表面粗糙度信息的反射和散射光空间分布，位于激光束反射方向上，且高度与激光器高度一致；

以及，数据采集系统，用于拍摄采集屏上的散射图像，对图像进行处理提取散射特征参数、亮点比和亮点灰度比三个特征参数中的至少一个，并基于预先拟合得到的每个特征参数分别与粗糙度数值关系曲线，计算出所拍摄的散射图像对应的粗糙度数值；所述关系曲线是通过标准粗糙度样块的散射图像的特征参数和已知的粗糙度数值进行曲线拟合得到的。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光散射法的表面粗糙度在线测量系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：

拍摄成像单元，用于拍摄采集屏上的散射图像；

图像处理单元，用于对图像进行处理提取散射特征参数、亮点比和/或亮点灰度比；

以及，粗糙度计算单元，用于将散射特征参数、亮点比和/或亮点灰度比代入预先拟合得到的关系曲线中计算得到被测物体表面粗糙度数值。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光散射法的表面粗糙度在线测量系统，其特征在于，曲线拟合使用的某一标准粗糙度样块的特征参数为该样块采集的多幅散射图像的特征参数的均值。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光散射法的表面粗糙度在线测量系统，其特征在于，所述散射特征参数根据如下公式计算得到：

S=k2Σi=1n(i-i‾)2Pi]]>

i‾=Σi=1niPi]]>

Pi=IiΣi=1nIi]]>

其中，n是长轴方向散射线上的像素数目，I_i是长轴方向散射线上第i个像素的灰度值，P_i是长轴方向散射线上第i个像素归一化的灰度值，是长轴方向散射线上灰度数值的平均值，k是常数；其中长轴方向为散射图像中狭长光带的主方向，长轴方向散射线是通过计算垂直于长轴方向上不同位置处的灰度平均值得到的。

5.一种基于激光散射法的表面粗糙度在线测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将激光束以设定的角度斜入射到被测物体表面；

(2)拍摄位于激光束反射方向上，且高度与激光器高度一致的采集屏上的散射图像，提取出散射图像的散射特征参数、亮点比和亮点灰度比三个特征参数中的至少一个；

(3)利用特征参数和表面粗糙度之间的关系曲线，计算粗糙度数值；所述关系曲线是通过标准粗糙度样块的散射图像的特征参数和已知的粗糙度数值进行曲线拟合得到的。