基于数字图像处理的齿轮测试仪精度分析

2011-09-14 12:51:55来源: 互联网
0 引 言
   
基于视觉技术的齿轮测试仪是一种新型的齿轮测量工具,是随着计算机数据处理能力的大幅度提高和CCD测量设备的不断发展而逐渐得到研究和发展的。目前该项目在我国的还处于研究阶段。该设备影响测量精度的因素非常多,首先图像采集是系统的输入环节,它是一个很重要的组成部分。图像采集的质量直接影响到后续的处理和测量,一个质量好的图片可以简化处理环节,提高效率和可靠性。在图像输入阶段,镜头中心和齿轮中心偏离、镜头的质量、图像采集卡的精度、光源都会影响到采集的图像质量;在图像处理阶段,要经过图像除噪、阈值分割、中值滤波、边界提取等过程,在该阶段图像处理算法的选择至关重要,好的算法在很大程度上会提高图像处理的精度;在参数测量阶段,量块的选取、确定的齿轮圆心、建立的参数测量模型、计算参数算法、计算精度等都会对最终结果产生直接影响。考虑到有些误差无法避免,在下面的实验中,主要从量块的选取、采集图像的分辨率、模数三个方面对测量误差的影响趋势进行研究。
    从定性分析上不难发现,当只有定标值、图像分辨率、模数其中一个发生变化时,它对精度的影响是:标定值越小,精度越高;图像的分辨率越高,精度越高;模数越大,精度越高。为了方便验证,这里主要通过测量齿顶圆直径来考查上述三个因素对测量误差的影响,从而为后面更多参数和齿形误差的测量提供参考,提高测量精度。

1 测量系统组成
   
测量系统由工作台、CCD摄像头、图像采集卡和计算机组成。工作台完成齿轮的位置位移、放置量块,CCD摄像头用于摄取齿轮图像,图像采集卡将摄取的图像转换为数字信号后送入计算机。系统利用VC++6.0对所采集图像进行包括二值化、边缘提取、亚像素边缘拟合等预处理;其次确定齿轮圆心、定标;然后测量齿轮相关参数:模数、齿顶圆、齿根圆、公法线长度及渐开线齿型等数据;最后进行误差分析。
    在实验中,选用模数较小(m≤2)的高精度标准齿轮为研究对象,量块放在齿轮的左边与齿轮一并被摄入CCD。这里旨在探讨只改变模数、分辨率、量块三者中某一因素的情况下,对测量误差的影响,并分别提供了实验数据和对数据的定性分析。


2 模数大小对测量误差的影响
   
在采集图像时,选用量块的高度为20 mm,齿数为20,压力角为α=20°,采集图像分辨率800×600,在这些条件不变,而不断改变齿轮的模数的情况下,从采集的图像中选取4组不同的数据,并将计算的数据取绝对值,得到的结果如表1和图2所示。

    从上述的结果中可以看出,当只改变模数,而标定值、齿数不变时,齿轮图像随着模数的增大而增大,齿顶圆差值的变化不明显,齿顶圆误差随着模数的变大而减小。从而得到结论:测量参数中只有模数增大时,在一定的条件下,测量误差的值减小。类似的也可以得到这样的结论:当模数、标定值、图像的分辨率等情况不变时,只改变齿数的时候,测量参数的差值变化不明显,由于齿轮图像随着齿数的增加而变大,使得齿顶圆相应的测量误差逐渐减小。

[1] [2]

关键字:数字图像处理  齿轮测试仪

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0914/article_3462.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
数字图像处理
齿轮测试仪

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved