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图像测量技术以被测对象的数字图像作为检测的对象,以数字图像处理技术作为手段,通过对被测对象图像的理解从中提取所需的信息,实现测量目的。由于被测对象的图像主要通过相机拍摄获得,所以其是一种非接触的测量方式,具有传统测量方式无法比拟的优点,可以对微小、易变形零件实现测量,同时可通过不同图像传感器获取不同性质的图像,从而拓展了传统测量技术通过人眼视觉实现测量的应用范围。
本文由普通家用千万像素级数码相机搭建了一个简易的图像测量系统,用以研究其能否以低价格、高成像品质的优势弥补精密测量系统复杂机构引起的高价劣势。实验选定了渐开线直齿圆柱齿轮作为测量对象,对其测量一方面可以实现检验测量系统的目的,另一方面由于其形状复杂,涉及参数较多,所以实验过程对机械生产中其他零件的图像测量方法具有指导意义。
本文实验过程主要包含:图像测量系统的搭建、校核,被测对象图像的获取及预处理,图像处理,测量结果提取。其中,以图像处理为核心,除包含经典的图像处理算法外,本文还结合图像与被测对象数学模型应用普通数学运算对图像进行了处理,取得了较好的去噪声效果。经过处理,最终获得了被测齿轮清晰的边缘轮廓图像。并基于此图像,完成了对被测齿轮几何参数及部分传动精度参数的测量。
对于测量过程而言,要求测量结果具有一定准确度,且要求测量系统能够连续稳定的正常工作。根据此要求,本文在最后引入质量管理中测量系统分析的方法,建立了图像测量系统的“S.W.I.P.E”模型,并根据统计分析方法对测量结果及测量系统进行了分析,给出了对本图像测量过程的客观评价,最终通过对测量结果及系统的修正获得了较理想的测量结果,将测量误差控制在了±0.1%之内,实现了论文研究的最初设想。