基于機(jī)器視覺(jué)的外螺紋幾何參數(shù)檢測(cè)算法研究.pdf

1、螺紋是航空航天領(lǐng)域極為常見(jiàn)的機(jī)械連接形式,其幾何參數(shù)對(duì)航空飛機(jī)和航天器的性能有重大影響。針對(duì)外螺紋的測(cè)量方法,目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究,然而現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)效率或精度等方面仍然無(wú)法滿足需求。本課題以設(shè)計(jì)非接觸式、高效、高精度的MJ螺紋(米制航空航天螺紋)測(cè)量系統(tǒng)為研究目的,提出了一種新的基于機(jī)器視覺(jué)的外螺紋測(cè)量方法,并從檢測(cè)算法和系統(tǒng)誤差兩方面對(duì)該方法進(jìn)行了研究。本課題的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)本課題在

2、機(jī)器視覺(jué)原理的基礎(chǔ)上,提出了一種兼顧測(cè)量速度與精度的非接觸式外螺紋檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)兩個(gè)主光軸相互垂直的相機(jī)對(duì)螺紋進(jìn)行圖像采集,測(cè)量過(guò)程中主要利用螺紋的輪廓進(jìn)行參數(shù)提取,避免了直接將經(jīng)典三維重構(gòu)方法用于螺紋測(cè)量時(shí)難以保證精度的不足。
　　(2)研究了螺紋圖像處理及參數(shù)提取的相關(guān)算法。通過(guò)螺紋圖像預(yù)處理,從原始圖像中得到了圖像梯度、亞像素精度的輪廓等信息。在圖像預(yù)處理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步設(shè)計(jì)了外螺紋多個(gè)參數(shù)的提取算法,包括大徑、中徑、

3、小徑、螺距、牙型角、牙底圓弧半徑,并在實(shí)驗(yàn)中對(duì)這些算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(3)研究了該測(cè)量系統(tǒng)的主要誤差。對(duì)于光學(xué)成像部分,主要研究了鏡頭景深和光的衍射的影響。對(duì)于圖像處理算法,主要研究了螺紋輪廓提取的誤差。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的誤差,分別研究了相機(jī)物距、相機(jī)像距、相機(jī)夾角和相機(jī)主光軸偏角誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。誤差分析結(jié)果顯示,即使在機(jī)械安裝并不精確的情況下,測(cè)量的相對(duì)誤差也遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GJB3.1A-2003中MJ外螺紋的容許誤差,所