[发明专利]基于视觉技术的尼龙齿轮分度圆测量方法

说明书

本发明属于尼龙齿轮检测领域，公开了一种基于视觉技术的尼龙齿轮分度圆测量方法，包括以下步骤：S1、采集齿轮图像，并进行预处理；S2、提取图像的边缘信息，计算得到齿轮的中心孔的圆心位置以及齿轮的齿顶圆半径和齿根圆半径；S3、以中心孔的圆心为圆心，以齿顶圆半径和齿根圆半径的平均值为半径画出中间圆，得到中间圆与齿廓边缘的全部交点，将依次得到的所有相邻两交点间的距离分为齿厚数组和齿槽宽数组两个数组，计算两个数组的欧氏距离；S4、小幅度改变中间圆的半径，重复步骤S3，直至得到最小的欧式距离，其对应的中间圆的半径即为齿轮分度圆。本发明能够有效测量出镜盘尼龙齿轮实际分度圆尺寸大小，可广泛应用于尼龙齿轮生产领域。

技术领域

本发明属于尼龙齿轮检测领域，具体涉及一种基于视觉技术的尼龙齿轮分度圆测量方法。

背景技术

综合验光仪作为检查人类眼部功能的仪器被广泛使用，其重要组成部分为镜盘齿轮，采用尼龙和玻璃纤维压铸而成。由于尼龙的材质特性，镜盘齿轮在压铸制造过程中会经历收缩，致使其相关尺寸发生变化，由此导致齿轮在运行过程出现啮合不充分、噪声较大、脱齿等现象。因此，测量尼龙齿轮的实际尺寸，从而改进模具设计参数，降低上述不良影响显得尤为重要。

目前的视觉技术凭借其检测数据可靠、间接测量等优点得到了快速发展，国内外很多学者应用视觉技术对齿轮的相关参数进行测量。沙特阿拉伯卡西姆大学的Gadelmawla等人利用视觉技术开发一个齿轮参数测量软件。日本九州大学Hazrat Ali等人基于颜色跟踪算法提高测量齿轮廓线的准确度。重庆大学的饶艳桃等人阐述了齿轮测量中滤波去噪、腐蚀等相关算子。天津大学的张景辉等人探讨IMAQ Vision中的图像处理方法。上述学者搭建的基于视觉技术齿轮测量系统，虽能较好的测量齿轮相关参数，但在测量尼龙齿轮参数以及其实际分度圆涉及甚少，也没有将齿轮实际尺寸与模具尺寸相关联。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于视觉技术的尼龙齿轮分度圆测量方法，以期得到尼龙齿轮的收缩率，以对模具尺寸参数进行合理设计，弥补尼龙齿轮由于材料收缩带来的不良影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于视觉技术的尼龙齿轮分度圆测量方法，包括以下步骤：

S1、将待测尼龙齿轮放在影像测量仪工作平台上并使其位于相机视野中心，然后采集齿轮图像，并对采集到的齿轮图像进行预处理；

S2、选取Canny算子提取图像的边缘信息，进行边缘特征选择，得到齿轮图像的有效边缘，并计算得到齿轮的中心孔的圆心位置以及齿轮的齿顶圆的半径r_d和齿根圆的半径r_g；

S3、以中心孔的圆心为圆心，以齿顶圆的半径r_d和齿根圆的半径r_g的平均值为半径，画出中间圆，得到中间圆与齿廓边缘的全部交点，以任意一个交点为起点，依次计算出每相邻两点的距离d₁，d₂……d_2z，其中z表示齿轮齿数，将依次得到的所有相邻两交点间的距离分为两个数组，一组为齿厚数组，一组为齿槽宽数组，计算两个数组的欧氏距离；

S4、小幅度改变中间圆的半径，重复步骤S3，计算两数组的欧氏距离，直至得到最小的欧式距离，其对应的中间圆的半径即为齿轮分度圆。