基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法技术

本发明专利技术涉及误差缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法，该方法包括：获取齿轮灰度图像并对其进行处理得到齿轮区域和中心圆孔区域，获取这两个区域的圆心记为第一圆心和第二圆心；根据第一圆心和第二圆心确定齿轮圆心的大致范围，以该范围内各像素点为圆心进行半径扩张，并计算像素点的符合程度，获取符合程度最大值对应的像素点记为齿心圆点；以齿心圆点为圆心进行半径扩张，根据圆周上像素点像素值的变化确定分度圆半径；进而根据以齿心圆点为圆心，以分度圆半径长度为半径的圆周上像素值确定齿距，计算单齿齿距误差和齿轮累计误差，判断是否出现误差缺陷。本发明专利技术检测结果较为准确，检测效率更高。更高。更高。

【技术实现步骤摘要】
基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法


[0001]本专利技术涉及误差缺陷检测
，具体涉及一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法。

技术介绍

[0002]齿轮作为核心零部件，具有结构紧凑，传动效率高，传递功率大等优点，其加工精度对整车NVH性能至关重要，但是在齿轮加工中会不可避免的出现齿距误差等情况。在现有的齿轮齿距误差检测方法中，一些接触式设备如三坐标测量机、专用测量尺柜等工具仍然是目前最常使用的齿轮参数测量设备，这些设备操作复杂，人工管理成本高，同时需要与齿轮接触，在检测过程中可能会造成二次损伤。
[0003]因此出现了利用机器视觉检测齿轮做工误差的方法，该方法使用边缘检测之后，使用最小二乘法进行对齿轮内轮廓和外轮廓进行圆拟合，而根据齿轮最外侧边缘拟合的圆形由于齿轮的外侧边缘造型是齿，拟合后的圆是经过齿的圆，得到的外轮廓圆是不精确的圆，并且该方案中使用的是内轮廓圆和外轮廓圆的平均值作为齿轮的中心，外轮轮廓尚且不够精确，并且该方案没有考虑做工误差导致的内圆心偏移，得到的齿轮特征也不够精确，因此测量的齿距也是不精确的。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法，所采用的技术方案具体如下：获取齿轮灰度图像，对齿轮灰度图像进行分割处理得到单个齿轮图像，对单个齿轮图像进行连通域分析得到齿轮区域和中心圆孔区域；获取中心圆孔区域和齿轮区域对应的圆心，分别记为第一圆心和第二圆心；以第一圆心和第二圆心连接得到的线段为直径，以该线段中点为圆心，获得齿心圆形；分别以齿心圆形内各像素点为圆心，以设定数值为初始半径画圆，并以步长为1依次增大半径的长度继续获取以各像素点为圆心的圆，直到半径长度为最大半径时停止；根据各像素点对应的圆周上像素点像素值均值为第一数值的圆的数量，计算各像素点的符合程度；获取符合程度最大值对应的像素点记为齿心圆点；分别获取以齿心圆点为圆心，以设定数值为初始半径画圆，并以步长为1依次增大半径的长度，直到半径长度为最大半径时停止；根据以齿心圆点为圆心的所有圆周上像素点的像素值以及圆对应的半径长度进行曲线拟合，得到像素变化曲线；根据像素值变化曲线确定分度圆半径；获取以齿心圆点为圆心，以分度圆半径的长度为半径的圆周上像素点的像素值，根据像素点的像素值的变化确定齿距，并计算齿距均值；根据齿距均值和齿距的差值得到单齿齿距误差，对单齿齿距误差求和得到齿距累计误差；根据单齿齿距误差和齿距累计误差以及误差阈值判断是否出现误差缺陷。
[0005]优选地，所述获取中心圆孔区域和齿轮区域对应的圆心具体为：获取中心圆孔区域各边缘像素点之间的距离，获取距离最大的两个像素点的连线中点得到的中心圆孔区域对应的圆心，记为第一圆心；获取齿轮区域的边缘像素点，以各边缘像素点为圆心，以预设数值为半径画圆；获取各边缘像素点对应的圆内与齿轮区域重合部分包含的像素点数量，获取所述像素点数量大于预设阈值对应的边缘像素点记为角点；计算各角点之间的距离，获取距离最大的两个角点的连线中点得到齿轮区域对应的圆心，记为第二圆心。
[0006]优选地，所述最大半径具体为：获取单个齿轮图像的尺寸，将单个齿轮图像的长和宽之和的四分之一设置为最大半径。
[0007]优选地，所述像素点的符合程度的获取方法具体为：优选地，所述像素点的符合程度的获取方法具体为：其中，表示像素点v的符合程度，表示像素点v对应的比例系数，表示像素点v对应的所有圆周上像素点的平均灰度值为1时对应的圆周数量，M
×
N为单个齿轮图像的尺寸大小，表示像素点v对应的各圆周上灰度值为1的像素点数量，表示取最大值，和表示权重系数，为圆周率常数。
[0008]优选地，所述像素变化曲线的横坐标为半径的长度，纵坐标为各圆周上灰度值为1的像素点所占的比例，且像素变化曲线包括四个分段点。
[0009]优选地，所述根据像素值变化曲线确定分度圆半径具体为：获取第四个分段点对应的横坐标为分度圆半径。
[0010]优选地，所述根据像素点的像素值的变化确定齿距具体为：选择圆周上任意一个灰度值为0的像素点，从该像素点开始按照设定方向在圆周上遍历，将第一个灰度值为1的像素点记为第一像素点，将第三个灰度值为1的像素点记为第二像素点，获取第一像素点和第二像素点之间在圆周上的距离为齿距。
[0011]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：本专利技术使用机器视觉的方法获取齿轮图像，对图像进行相关的分割处理等操作后得到齿轮区域和中心圆孔区域，通过分别获取这两个区域内的圆心确定齿轮准确的圆心所属的大致区域，再通过半径扩张进行遍历获得齿轮准确的圆心；然后再通过半径扩张进行遍历获得齿轮的分度圆半径，最终通过分度圆圆周上像素点的变化情况获取单齿齿距误差和齿轮累计误差。本专利技术充分考虑了由于齿轮偏心造成齿轮存在单齿齿距误差和齿轮累计误差的情况，以获取较为精确的齿轮圆心，进而使得误差检测结果更加准确，同时能够多个齿轮同时进行检测，检测的效率较高。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅
仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0013]图1是本专利技术的一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法的方法流程图。
具体实施方式
[0014]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0015]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0016]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法的具体方案。
[0017]实施例：请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法的方法流程图，该方法包括以下步骤：步骤一，获取齿轮灰度图像，对齿轮灰度图像进行分割处理得到单个齿轮图像，对单个齿轮图像进行连通域分析得到齿轮区域和中心圆孔区域；获取中心圆孔区域和齿轮区域对应的圆心，分别记为第一圆心和第二圆心。
[0018]首先，将经过机器生产出来的齿轮放置在传送带上，并在传送带上方放置一个相机，以俯视角度采集齿轮的图像。在此使用间歇性传送带，即达到某一位置时需要停顿一下，以给相机采集图像的时间。在本实施例中，将其设置为当齿轮达到相机正下方时停顿，实施者可根据实际情况进行选择。在获取相机采集到的齿轮的图像后，为了方便后续的分析，对图像进行灰度化处理得到齿轮灰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取齿轮灰度图像，对齿轮灰度图像进行分割处理得到单个齿轮图像，对单个齿轮图像进行连通域分析得到齿轮区域和中心圆孔区域；获取中心圆孔区域和齿轮区域对应的圆心，分别记为第一圆心和第二圆心；以第一圆心和第二圆心连接得到的线段为直径，以该线段中点为圆心，获得齿心圆形；分别以齿心圆形内各像素点为圆心，以设定数值为初始半径画圆，并以步长为1依次增大半径的长度继续获取以各像素点为圆心的圆，直到半径长度为最大半径时停止；根据各像素点对应的圆周上像素点像素值均值为第一数值的圆的数量，计算各像素点的符合程度；获取符合程度最大值对应的像素点记为齿心圆点；分别获取以齿心圆点为圆心，以设定数值为初始半径画圆，并以步长为1依次增大半径的长度，直到半径长度为最大半径时停止；根据以齿心圆点为圆心的所有圆周上像素点的像素值以及圆对应的半径长度进行曲线拟合，得到像素变化曲线；根据像素值变化曲线确定分度圆半径；获取以齿心圆点为圆心，以分度圆半径的长度为半径的圆周上像素点的像素值，根据像素点的像素值的变化确定齿距，并计算齿距均值；根据齿距均值和齿距的差值得到单齿齿距误差，对单齿齿距误差求和得到齿距累计误差；根据单齿齿距误差和齿距累计误差以及误差阈值判断是否出现误差缺陷。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的车桥齿轮做工误差检测方法，其特征在于，所述获取中心圆孔区域和齿轮区域对应的圆心具体为：获取中心圆孔区域各边缘像素点之间的距离，获取距离最大的两个像素点的连线中点得到的中心圆孔区域对应的圆心，记为第一圆心；获取齿轮区域的边缘像素点，以各边缘像素点为圆心，以预设数值为半径画圆；获取各边缘像素点对应的圆内与齿轮区域重合部分包含的像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大成，李广建，王九川，于东序，靳庆文，
申请(专利权)人：山东正阳机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：