螺纹件在机械装备中有着广泛的应用,随着精密机械的发展,不仅要求螺纹联接可靠,使用时间长,而且要求螺纹联接的部件之间要有较高的配合精度,例如在空间技术和武器装备中,因此实现螺纹的高精度测量有重要的实用价值。近些年,基于机器视觉的技术得到飞速发展,在螺纹测量领域得到广泛应用。在国内外机器视觉测量螺纹中,大部分存在测量范围较小,不能够获得螺纹整体的轮廓坐标,螺纹遮挡失真等问题。针对螺纹参数测量问题,本课题以CCD相机为核心器件,通过相机采集螺纹轮廓数据,坐标计算的方法,建立了基于机器视觉的螺纹参数测量系统,能够实现大范围,高精度,快速的测量。本课题主要进行了如下研究:(1)根据投影法的测量原理,建立了螺纹参数测量平台,采用螺纹工件旋转、相机跟随拍摄的方式采集螺纹在平行背光下的轮廓数据,扩大了系统的测量范围,能够对多种尺寸的螺纹进行测量。(2)相机采集螺纹牙型轮廓图像,中值滤波实现图像的平滑,最大类间方差法分割图像,Canny算子提取牙型的整数精度轮廓,二次曲线拟合的方法实现牙型边缘的亚像素定位,得到轮廓的精确定位信息。(3)推导了坐标系转换公式,根据螺纹图像的几何特征,提取螺纹的特征点,设计了螺纹大径、小径、中径、螺距和牙型角的测量算法,实现螺纹的各个参数测量。通过转台旋转获得螺纹轮廓数据,经过三维坐标转换实现三维重构。(4)根据空间几何原理分析了螺纹投影图像的遮挡失真现象,推导了螺纹真实牙型边界方程和遮挡曲线方程,建立了失真模型。分析了牙型失真对各个螺纹参数测量的影响,实现了失真造成中径测量误差的补偿。根据螺纹测量原理及过程,开发了系统软硬件。实验结果证明,系统能够完成螺纹的各项参数测量。