一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，秉承非接觸檢測方式，設(shè)計(jì)全新檢測方法，通過被測零件被測表面獲取參考平板上圖案的鏡面圖像，并由此設(shè)計(jì)處理方法檢測零件表面平整度是否滿足要求，同時(shí)能夠?qū)τ谄秸炔粷M足要求的部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，整個(gè)方法便捷易于實(shí)現(xiàn)，且實(shí)際工作中，大大提高了工作的效率，具有優(yōu)良的檢測效果。
【專利說明】一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 零件尺寸精度的測量在制造領(lǐng)域的需求越來越顯得迫切，特別是非接觸式的測量 方法，在諸如航空航天、精密制造、軍事等領(lǐng)域都具有越來越廣泛的運(yùn)用。對零件尺寸形狀 的測量主要可以分為接觸式和非接觸式兩類方法。接觸式測量是測量頭與工件表面直接進(jìn) 行接觸而測量，沿著一定的路徑進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。其缺點(diǎn)是顯而易見的，即很容易對被測表面 造成一定程度的損傷，特別在某些精度要求高的場合，該方法更是不可取。
[0003] 傳統(tǒng)非接觸式檢測技術(shù)中有一種超高速實(shí)時(shí)三維視覺測量裝置及方法，該測量裝 置主要包括：一個(gè)或一個(gè)以上的激光位移傳感器、面陣攝像機(jī)；該測量方法包括：利用激光 位移傳感器、面陣攝像機(jī)和平面靶標(biāo)獲得三維測量基準(zhǔn)點(diǎn)和空間直線方程，基于所獲得的 測量基準(zhǔn)點(diǎn)和空間直線方程，根據(jù)測得的被測物位移，計(jì)算被測物處于不同位置的被測光 點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)完成對被測物的超高速實(shí)時(shí)三維視覺測量。但是目前關(guān)于工件平 整度的檢測系統(tǒng)大都是基于三維模型，導(dǎo)致計(jì)算量大，耗時(shí)較多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種全新設(shè)計(jì)，能夠有效 實(shí)現(xiàn)零件平整度測量，且運(yùn)算量小，工作效率高的基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢 測方法。
[0005] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于鏡面圖 像處理的零件表面平整度檢測方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟001.選擇一塊表面平整的平板，根據(jù)平整度檢測精度要求，在該平板的平整 面上陣列排布印制圓形圖案，構(gòu)成參考平板；
[0007] 步驟002.將參考平板與被測零件成45°夾角放置，且參考平板上圓形圖案所在 面面向被測零件的被測面，并讓圖像捕獲裝置的圖像捕獲方向以與參考平板上圓形圖案所 在面相平行的方向指向被測零件的被測面，獲取參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件被測表面 得到的鏡面圖像；
[0008] 步驟003.根據(jù)參考平面上圓形圖案的陣列排布，以相同的陣列布局對獲得的鏡 面圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使得每個(gè)網(wǎng)格至多包含一個(gè)對應(yīng)參考平板上圓形圖案的鏡面圖案；
[0009] 步驟004.分別針對被測零件被測面圖像上的各個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行處理，判斷各個(gè)網(wǎng)格 中的鏡面圖案是否完整，獲取完整鏡面圖案；
[0010] 步驟005.根據(jù)參考平板上的圓形圖案，分別判斷獲取到的各個(gè)完整鏡面圖案是 否發(fā)生變形，并由此判斷被測零件的被測面是否平整。
[0011] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟005之后還包括步驟006如下：
[0012] 步驟006.根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系，針 對發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域進(jìn)行定位。
[0013] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟004中，具體按照如下步驟分別針對 被測零件被測面圖像上的各個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行處理，判斷各個(gè)網(wǎng)格中的鏡面圖案是否完整，獲取 完整鏡面圖案；
[0014] 步驟00401.針對所述鏡面圖像進(jìn)行二值化處理，其中，對應(yīng)參考平板上圓形圖案 的鏡面圖案區(qū)域采用黑色像素進(jìn)行替代，其它區(qū)域采用白色像素進(jìn)行替代；
[0015] 步驟00402.針對網(wǎng)格內(nèi)的像素列由左至右逐列判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的 列開始計(jì)數(shù)，直至不存在黑色像素點(diǎn)的列為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素列 數(shù)叫；針對網(wǎng)格內(nèi)的像素行由上至下逐行判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的行開始計(jì)數(shù)，直至 判斷不存在黑色像素點(diǎn)的行為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素行數(shù)n 2 ;
[0016] 步驟00403.根據(jù)預(yù)設(shè)鏡面圖案完整度閾值&，判斷|ηι-η 2|是否小于&，若是則 判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為完整鏡面圖案，否則判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為不完整鏡面圖 案。
[0017] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟005具體包括如下步驟：
[0018] 步驟00501.將完整鏡面圖案的像素列數(shù)ηι和行數(shù)112的平均值（ ηι+η2)/2作為直 徑d，以此按照圓形面積獲取方式，獲取該完整鏡面圖案的預(yù)測面積\ = π d2/4 ;同時(shí)獲取 該完整鏡面圖案所在網(wǎng)格內(nèi)實(shí)際黑色像素點(diǎn)的數(shù)目，作為該完整鏡面圖案的實(shí)際面積S;
[0019] 步驟00502.根據(jù)預(yù)設(shè)完整鏡面圖案變形閾值N2，判斷|S-SQ|是否小于隊(duì)，若是則 判斷該完整鏡面圖案未發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域是平整 的；否則判斷該完整鏡面圖案發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域 是非平整的。
[0020] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟006具體包括如下過程： v _ αχ X.---
[0021] 根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系 ， I L 獲得發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域的實(shí)際坐標(biāo)；其 中，（x，y)為鏡面圖像上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，（Χ，Υ)為被測零件被測面上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)， Δ = ，L = A + .辦>;廣丨)，a、b分別為被測零件被測面的堅(jiān)直和水平真實(shí) 尺寸，分別表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的堅(jiān)直長度和下邊緣的水平長度，U 表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的上邊緣的水平長度。
[0022] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟002中，所述圖像捕獲裝置獲取所述 參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件整個(gè)被測表面得到的鏡面圖像。
[0023] 本發(fā)明所述一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法采用以上技術(shù)方 案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度 檢測方法秉承非接觸檢測方式，設(shè)計(jì)全新檢測方法，通過被測零件被測表面獲取參考平板 上圖案的鏡面圖像，并由此設(shè)計(jì)處理方法檢測零件表面平整度是否滿足要求，同時(shí)能夠?qū)?于平整度不滿足要求的部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，整個(gè)方法便捷易于實(shí)現(xiàn)，且實(shí)際工作中，大大提 高了工作的效率，具有優(yōu)良的檢測效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法中硬件布局示 意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法中參考平板示 意圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法中被測零件被 測面圖像示意圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法中被測零件被 測面俯視示意圖。
[0028] 其中，1.參考平板，2.圖像捕獲裝置，3.被測零件。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法， 其特征在于，包括如下步驟：
[0031] 步驟001.選擇一塊表面平整的平板，根據(jù)平整度檢測精度要求，在該平板的平整 面上陣列排布印制圓形圖案，構(gòu)成參考平板；
[0032] 步驟002.將參考平板與被測零件成45°夾角放置，且參考平板上圓形圖案所在 面面向被測零件的被測面，并讓圖像捕獲裝置的圖像捕獲方向以與參考平板上圓形圖案所 在面相平行的方向指向被測零件的被測面，獲取參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件被測表面 得到的鏡面圖像；
[0033] 步驟003.根據(jù)參考平面上圓形圖案的陣列排布，以相同的陣列布局對獲得的鏡 面圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使得每個(gè)網(wǎng)格至多包含一個(gè)對應(yīng)參考平板上圓形圖案的鏡面圖案；
[0034] 步驟004.分別針對被測零件被測面圖像上的各個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行處理，判斷各個(gè)網(wǎng)格 中的鏡面圖案是否完整，獲取完整鏡面圖案；
[0035] 步驟005.根據(jù)參考平板上的圓形圖案，分別判斷獲取到的各個(gè)完整鏡面圖案是 否發(fā)生變形，并由此判斷被測零件的被測面是否平整。
[0036] 本發(fā)明基于以上設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法技術(shù)方案的 基礎(chǔ)之上，還進(jìn)一步作了如下優(yōu)選設(shè)計(jì)：如所述步驟005之后還包括步驟006如下：
[0037] 步驟006.根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系，針 對發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域進(jìn)行定位。
[0038] 還有針對上述步驟004,具體設(shè)計(jì)按照如下步驟分別針對被測零件被測面圖像上 的各個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行處理，判斷各個(gè)網(wǎng)格中的鏡面圖案是否完整，獲取完整鏡面圖案；
[0039] 步驟00401.針對所述鏡面圖像進(jìn)行二值化處理，其中，對應(yīng)參考平板上圓形圖案 的鏡面圖案區(qū)域采用黑色像素進(jìn)行替代，其它區(qū)域采用白色像素進(jìn)行替代；
[0040] 步驟00402.針對網(wǎng)格內(nèi)的像素列由左至右逐列判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的 列開始計(jì)數(shù)，直至不存在黑色像素點(diǎn)的列為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素列 數(shù)nl;針對網(wǎng)格內(nèi)的像素行由上至下逐行判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的行開始計(jì)數(shù)，直至 判斷不存在黑色像素點(diǎn)的行為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素行數(shù)n2 ;
[0041] 步驟00403.根據(jù)預(yù)設(shè)鏡面圖案完整度閾值&，判斷|ηι-η 2|是否小于&，若是則 判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為完整鏡面圖案，否則判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為不完整鏡面圖 案。
[0042] 并且在上述針對步驟004的具體設(shè)計(jì)步驟的基礎(chǔ)上，還針對上述步驟005具體設(shè) 計(jì)了如下步驟：
[0043] 步驟00501.將完整鏡面圖案的像素列數(shù)ηι和行數(shù)112的平均值（ ηι+η2)/2作為直 徑d，以此按照圓形面積獲取方式，獲取該完整鏡面圖案的預(yù)測面積\ = π d2/4 ;同時(shí)獲取 該完整鏡面圖案所在網(wǎng)格內(nèi)實(shí)際黑色像素點(diǎn)的數(shù)目，作為該完整鏡面圖案的實(shí)際面積S;
[0044] 步驟00502.根據(jù)預(yù)設(shè)完整鏡面圖案變形閾值N2，判斷| S-S。|是否小于N2，若是則 判斷該完整鏡面圖案未發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域是平整 的；否則判斷該完整鏡面圖案發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域 是非平整的。
[0045] 除此之外，針對上述步驟006中被測零件被測面上不平整區(qū)域的定位具體設(shè)計(jì)了 采用如下方法： x = -
[0046] 根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系 ， Y - L L 獲得發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域的實(shí)際坐標(biāo)；其 中，（X，y)為鏡面圖像上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，（Χ，γ)為被測零件被測面上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)， ^Jx0-x)-(Yn-Lx) ^ L = ^ ，a、b分別為被測零件被測面的堅(jiān)直和水平真實(shí) 尺寸，分別表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的堅(jiān)直長度和下邊緣的水平長度，U 表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的上邊緣的水平長度。
[0047] 基于以上設(shè)計(jì)的技術(shù)方案加之優(yōu)選技術(shù)方案在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中，其中所述步驟 002中，所述圖像捕獲裝置獲取所述參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件整個(gè)被測表面得到的 鏡面圖像，能夠大大提高被測零件被測面平整度的檢測效率；并且實(shí)際應(yīng)用中，所述圖像捕 獲裝置為高像素?cái)?shù)碼相機(jī)。
[0048] 綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法在實(shí)際應(yīng) 用過程當(dāng)中，具體包括如下步驟：
[0049] 步驟001.選擇一塊表面平整的平板，根據(jù)平整度檢測精度要求，在該平板的平整 面上陣列排布印制圓形圖案，構(gòu)成參考平板，如圖2所示，實(shí)際應(yīng)用中，若實(shí)際測量的精度 要求較高，可以使圓形圖案的直徑減小，以此增加平板上圓形圖案的個(gè)數(shù)，使其更加緊密地 進(jìn)行陣列排布，構(gòu)成參考平板；
[0050] 步驟002.如圖1所示，將被測零件的被測面水平放置，且被測零件的被測面堅(jiān)直 向上，將參考平板與被測零件成45°夾角放置，且參考平板上圓形圖案所在面面向被測零 件的被測面，并讓圖像捕獲裝置的圖像捕獲方向以與參考平板上圓形圖案所在面相平行的 方向指向被測零件的被測面，即此時(shí)高像素?cái)?shù)碼相機(jī)的圖像捕獲方向與參考平板上圓形圖 案所在面呈45°夾角，高像素?cái)?shù)碼相機(jī)獲取參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件整個(gè)被測表面 得到的鏡面圖像。根據(jù)鏡像原理可知，鏡像與高像素?cái)?shù)碼相機(jī)圖像捕獲方向是成直角的，因 此此時(shí)，高像素?cái)?shù)碼相機(jī)獲取到被測零件的被測面圖像是被測零件被測面的正視圖，因此 所獲得到的圖案不會(huì)因?yàn)橹苯堑膯栴}產(chǎn)生變形，因此，只要被測零件的被測面足夠平整光 滑，通過被測零件的被測面所得到的鏡面圖案仍然會(huì)是標(biāo)準(zhǔn)的圓形；
[0051] 步驟003.根據(jù)參考平面上圓形圖案的陣列排布，以相同的陣列布局對獲得的鏡 面圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使得每個(gè)網(wǎng)格至多包含一個(gè)對應(yīng)參考平板上圓形圖案的鏡面圖案， 如圖3所示；
[0052] 步驟004.具體按照如下步驟分別針對被測零件被測面圖像上的各個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行處 理，判斷各個(gè)網(wǎng)格中的鏡面圖案是否完整，獲取完整鏡面圖案；
[0053] 步驟00401.針對所述鏡面圖像進(jìn)行二值化處理，其中，對應(yīng)參考平板上圓形圖案 的鏡面圖案區(qū)域采用黑色像素進(jìn)行替代，其它區(qū)域采用白色像素進(jìn)行替代；
[0054] 步驟00402.針對網(wǎng)格內(nèi)的像素列由左至右逐列判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的 列開始計(jì)數(shù)，直至不存在黑色像素點(diǎn)的列為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素列 數(shù)叫，其中，針對網(wǎng)格內(nèi)的像素列從最左邊的一列開始，針對該列由上向下逐個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行 判斷，判斷該列是否存在黑色像素點(diǎn)，若沒有，則說明該列還沒有到鏡面圖案，則繼續(xù)判斷 右邊一列的像素點(diǎn)，直到某一列存在黑色像素點(diǎn)，說明已經(jīng)遇到鏡面圖案，繼續(xù)向右判斷， 判斷這一列是否存在黑色像素點(diǎn)，若有，則繼續(xù)判斷右邊一列，直到某一列不存在黑色像素 點(diǎn)為止，說明此時(shí)已經(jīng)到了鏡面圖案的右邊緣，此時(shí)統(tǒng)計(jì)此時(shí)檢測到的存在黑色像素點(diǎn)的 列數(shù)叫；
[0055] 針對網(wǎng)格內(nèi)的像素行由上至下逐行判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的行開始計(jì)數(shù)， 直至判斷不存在黑色像素點(diǎn)的行為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素行數(shù)11 2，其 中，針對網(wǎng)格內(nèi)的像素行從最上邊的一行開始，針對該行由左向右逐個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行判斷，判 斷該行是否存在黑色像素點(diǎn)，若沒有，則說明該行還沒有到鏡面圖案，則繼續(xù)判斷下邊一行 的像素點(diǎn)，直到某一行存在黑色像素點(diǎn)，說明已經(jīng)遇到鏡面圖案，繼續(xù)向下判斷，判斷這一 行是否存在黑色像素點(diǎn)，若有，則繼續(xù)判斷下邊一行，直到某一行不存在黑色像素點(diǎn)為止， 說明此時(shí)已經(jīng)到了鏡面圖案的下邊緣，此時(shí)統(tǒng)計(jì)此時(shí)檢測到的存在黑色像素點(diǎn)的行數(shù)n 2;
[0056] 步驟00403.根據(jù)預(yù)設(shè)鏡面圖案完整度閾值&，判斷|ηι_η 2|是否小于&，若是則 判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為完整鏡面圖案，否則判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為不完整鏡面圖 案；
[0057] 步驟005.根據(jù)參考平板上的圓形圖案，分別判斷獲取到的各個(gè)完整鏡面圖案是 否發(fā)生變形，并由此判斷被測零件的被測面是否平整，具體包括如下步驟：
[0058] 步驟00501.將完整鏡面圖案的像素列數(shù)ηι和行數(shù)112的平均值（ηι+η 2)/2作為直 徑d，以此按照圓形面積獲取方式，獲取該完整鏡面圖案的預(yù)測面積\ = π d2/4 ;同時(shí)獲取 該完整鏡面圖案所在網(wǎng)格內(nèi)實(shí)際黑色像素點(diǎn)的數(shù)目，作為該完整鏡面圖案的實(shí)際面積S;
[0059] 步驟00502.根據(jù)預(yù)設(shè)完整鏡面圖案變形閾值N2，判斷IS-S」是否小于隊(duì)，若是則 判斷該完整鏡面圖案未發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域是平整 的；否則判斷該完整鏡面圖案發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域 是非平整的；
[0060] 步驟006.根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系（圖3所示）與被測零件被測面上坐標(biāo)系（圖4 所示）間的對應(yīng)關(guān)系，針對發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū) 域進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)被測零件被測面上不平整區(qū)域的定位，具體包括如下過程： X =-
[0061] 根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系 ， Υ - I L 獲得發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域的實(shí)際坐標(biāo)；其 中，（x，y)為鏡面圖像上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，（Χ，Υ)為被測零件被測面上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)， Δ=(',、-九(d)，Ι = Ζι + .'.(Λ-")，a、b分別為被測零件被測面的堅(jiān)直和水平真 X0 實(shí)尺寸，I分別表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的堅(jiān)直長度和下邊緣的水平長度， U表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的上邊緣的水平長度。
[0062] 綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法秉承非接觸 檢測方式，設(shè)計(jì)全新檢測方法，通過被測零件被測表面獲取參考平板上圖案的鏡面圖像，并 由此設(shè)計(jì)處理方法檢測零件表面平整度是否滿足要求，同時(shí)能夠?qū)τ谄秸炔粷M足要求的 部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，整個(gè)方法便捷易于實(shí)現(xiàn)，且實(shí)際工作中，大大提高了工作的效率，具有 優(yōu)良的檢測效果。
[0063] 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施 方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下 做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟001.選擇一塊表面平整的平板，根據(jù)平整度檢測精度要求，在該平板的平整面上 陣列排布印制圓形圖案，構(gòu)成參考平板； 步驟002.將參考平板與被測零件成45°夾角放置，且參考平板上圓形圖案所在面面 向被測零件的被測面，并讓圖像捕獲裝置的圖像捕獲方向以與參考平板上圓形圖案所在面 相平行的方向指向被測零件的被測面，獲取參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件被測表面得到 的鏡面圖像； 步驟003.根據(jù)參考平面上圓形圖案的陣列排布，以相同的陣列布局對獲得的鏡面圖 像進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使得每個(gè)網(wǎng)格至多包含一個(gè)對應(yīng)參考平板上圓形圖案的鏡面圖案； 步驟004.分別針對被測零件被測面圖像上的各個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行處理，判斷各個(gè)網(wǎng)格中的 鏡面圖案是否完整，獲取完整鏡面圖案； 步驟005.根據(jù)參考平板上的圓形圖案，分別判斷獲取到的各個(gè)完整鏡面圖案是否發(fā) 生變形，并由此判斷被測零件的被測面是否平整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，其特征在 于，所述步驟005之后還包括步驟006如下： 步驟006.根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系，針對發(fā) 生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域進(jìn)行定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，其特 征在于，所述步驟004中，具體按照如下步驟分別針對被測零件被測面圖像上的各個(gè)網(wǎng)格 進(jìn)行處理，判斷各個(gè)網(wǎng)格中的鏡面圖案是否完整，獲取完整鏡面圖案； 步驟00401.針對所述鏡面圖像進(jìn)行二值化處理，其中，對應(yīng)參考平板上圓形圖案的鏡 面圖案區(qū)域采用黑色像素進(jìn)行替代，其它區(qū)域采用白色像素進(jìn)行替代； 步驟00402.針對網(wǎng)格內(nèi)的像素列由左至右逐列判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的列開 始計(jì)數(shù)，直至不存在黑色像素點(diǎn)的列為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素列數(shù)^ ; 針對網(wǎng)格內(nèi)的像素行由上至下逐行判斷，從判斷存在黑色像素點(diǎn)的行開始計(jì)數(shù)，直至判斷 不存在黑色像素點(diǎn)的行為止停止計(jì)數(shù)，獲取該網(wǎng)格內(nèi)鏡面圖案的像素行數(shù)n 2; 步驟00403.根據(jù)預(yù)設(shè)鏡面圖案完整度閾值&，判斷|ηι-η2|是否小于&，若是則判斷該 網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為完整鏡面圖案，否則判斷該網(wǎng)格內(nèi)的鏡面圖案為不完整鏡面圖案。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，其特征在 于，所述步驟005具體包括如下步驟： 步驟00501.將完整鏡面圖案的像素列數(shù)ηι和行數(shù)112的平均值（ηι+η 2)/2作為直徑d， 以此按照圓形面積獲取方式，獲取該完整鏡面圖案的預(yù)測面積\ = π d2/4 ;同時(shí)獲取該完 整鏡面圖案所在網(wǎng)格內(nèi)實(shí)際黑色像素點(diǎn)的數(shù)目，作為該完整鏡面圖案的實(shí)際面積S; 步驟00502.根據(jù)預(yù)設(shè)完整鏡面圖案變形閾值N2，判斷IS-S」是否小于隊(duì)，若是則判斷 該完整鏡面圖案未發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域是平整的； 否則判斷該完整鏡面圖案發(fā)生變形，該完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的區(qū)域是非 平整的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，其特征在 于，所述步驟006具體包括如下過程： 根據(jù)鏡面圖像上坐標(biāo)系與被測零件被測面上坐標(biāo)系間的對應(yīng)關(guān)系
獲得發(fā)生變形的完整鏡面圖案所對應(yīng)被測零件被測面上的非平整區(qū)域的實(shí)際坐標(biāo)；其 中，（x，y)為鏡面圖像上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，（X，Y)為被測零件被測面上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，
分別為被測零件被測面的堅(jiān)直和水平真實(shí) 尺寸，分別表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的堅(jiān)直長度和下邊緣的水平長度，U 表示在鏡面圖像上坐標(biāo)系中鏡面圖像的上邊緣的水平長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于鏡面圖像處理的零件表面平整度檢測方法，其特征在 于，所述步驟002中，所述圖像捕獲裝置獲取所述參考平板上圓形圖案經(jīng)被測零件整個(gè)被 測表面得到的鏡面圖像。
【文檔編號(hào)】G01B21/30GK104251687SQ201410536302
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】袁鐵軍, 孟龍暉, 張秀麗 申請人:鹽城工學(xué)院