留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于机器视觉的衬芯内径测量方法研究

范狄庆 李晋鑫 沙玲 方宇

范狄庆, 李晋鑫, 沙玲, 方宇. 基于机器视觉的衬芯内径测量方法研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(1): 61-67. doi: 10.12299/jsues.22-0368
引用本文: 范狄庆, 李晋鑫, 沙玲, 方宇. 基于机器视觉的衬芯内径测量方法研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(1): 61-67. doi: 10.12299/jsues.22-0368
FAN Diqing, LI Jinxin, SHA Ling, FANG Yu. Research on method of liner inner diameter measurement based on machine vision[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(1): 61-67. doi: 10.12299/jsues.22-0368
Citation: FAN Diqing, LI Jinxin, SHA Ling, FANG Yu. Research on method of liner inner diameter measurement based on machine vision[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(1): 61-67. doi: 10.12299/jsues.22-0368

基于机器视觉的衬芯内径测量方法研究

doi: 10.12299/jsues.22-0368
基金项目: 2021松江区科技攻关揭榜挂帅项目资助(21SJJBGS5)
详细信息
    作者简介:

    范狄庆(1974−),男,讲师,硕士,研究方向为智能装备及检测技术. E-mail:fdq1112@163.com

  • 中图分类号: TP391.41

Research on method of liner inner diameter measurement based on machine vision

  • 摘要: 衬芯是汽车制动系统中连接刹车油管与制动器的重要零部件,其内径超差会严重影响车辆刹车性能. 针对人工测量衬芯内径尺寸方法效率低、精度差、检测标准不一致等问题,提出基于机器视觉的衬芯内径尺寸测量方法. 利用双边滤波、改进的Otsu阈值法和形态学方法对衬芯内径进行预处理和定位,采用一种改进的Canny边缘检测算子提取内径轮廓点,并基于Tukey权函数实现最小二乘法拟合圆以计算内径尺寸. 试验验证该检测算法的测量误差在 ± 0.01 mm之内,测量准确率为98.9%、漏检率为0、过检率为1.1%,能够满足企业的实际测量要求.
  • 图  1  检测系统组成

    Figure  1.  Composition of detection system

    图  2  图像处理流程

    Figure  2.  Image processing flow

    图  3  衬芯内径边缘滤波图

    Figure  3.  Inner diameter edge filter diagram of liner

    图  4  衬芯内径直方图

    Figure  4.  Inner diameter histogram of liner

    图  5  衬芯内径灰度变化图

    Figure  5.  Gray scale change diagram of inner diameter of liner

    图  6  改进后Otsu定位图

    Figure  6.  Improved Otsu positioning

    图  7  内径图像提取过程

    Figure  7.  Inner diameter image extraction process

    图  8  边缘检测结果

    Figure  8.  Edge detection result

    图  9  边缘提取

    Figure  9.  Edge extraction

    图  10  内径拟合结果

    Figure  10.  Inner diameter fitting result

    图  11  20×20标定板

    Figure  11.  Calibration board for 20×20

    图  12  测量结果输出界面

    Figure  12.  Measurement result output interface

    图  13  算法比较

    Figure  13.  Algorithm comparison

    图  14  改进Canny算子与Roberts算子误差图

    Figure  14.  Error diagram of improved Canny operator and Roberts operator

    表  1  标定板的参数

    Table  1.   Parameters of calibration board

    规格/(mm×mm)类型阵列圆心间距/mm精度/mm圆大小/mm
    20×20实心圆点7×72.50.001Ф1.25
    下载: 导出CSV

    表  2  改进Canny和Roberts算法测量结果比较

    Table  2.   Comparison of measurement results of improved Canny and Roberts algorithms

    批次检测数量不合格数漏检数过检数漏检率/%过检率/%准确率/%检测时间/s
    CaRoCaRoCaRoCaRoCaRoCaRoCaRo
    1500255102263504.41.27.098.888.60.2260.155
    2500124703042406.00.84.899.289.20.2020.189
    3500176202172004.21.44.098.691.80.2410.175
    总计150054160063177904.21.15.398.990.50.2230.173
    注:Ca为改进Canny算法;Ro为Roberts算法.
    下载: 导出CSV
  • [1] 左东祥, 陈晓荣. 基于Halcon的刹车片尺寸和表面缺陷检测系统[J] . 电子科技,2016,29(11):78 − 80.
    [2] 徐志玲, 胡琳丽, 陈杨, 等. 基于尺寸公差和图像处理的刹车尺寸检测[J] . 仪器仪表学报,2017,38(9):2317 − 2325.
    [3] XIAO G F, LI Y T, XIA Q X, et al. Research on the on-line dimensional accuracy measurement method of cylindrical spun parts based on machine vision technology[J] . Measurement,2019,148:10688.
    [4] SUN W F, YI J Y, MA G. A vision-based method for dimensional in situ measurement of cooling holes in aero-engines during laser beam drilling process[J] . International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2022,119:3265 − 3277. doi: 10.1007/s00170-021-08463-8
    [5] ZHU S P, GAO Y. Noncontact 3-D coordinate measurement of cross-cutting feature points on the surface of a large-scale workpiece based on the machine vision method[J] . IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2010,59(7):1874 − 1887. doi: 10.1109/TIM.2009.2030875
    [6] 刘昕宇, 王雪梅, 倪文波. 基于机器视觉的连通管液位测量方法研究[J] . 电子测量技术,2021,44(16):116 − 122.
    [7] 莫爵贤, 王宇, 吴智恒, 等. 一种基于机器视觉的机加工件尺寸测量系统设计[J] . 机电技术,2018(3):25 − 27.
    [8] 卢清华, 许重川, 王华, 等. 基于机器视觉的大幅面陶瓷地砖尺寸测量研究[J] . 光学学报,2013,33(3):172 − 178.
    [9] 王晓杰, 莫绪涛, 陶新宇, 等. 基于机器视觉的低对比度物体尺寸测量研究[J] . 光学技术,2022,48(1):27 − 33.
    [10] 程敏杰, 王建文. 利用机器视觉的直齿轮在线测量方法研究[J] . 机械设计,2020,37(3):19 − 22.
    [11] CANNY J. A computational approach to edge detection[J] . IEEE Transactions on Pattern Analysis & Machine Intelligence,1986,8(6):184 − 203.
    [12] 王蒙. 基于机器视觉的微小零件检测分类[D]. 汉中: 陕西理工大学, 2020.
    [13] 唐松, 杨其华, 刘刚海. 基于Halcon的阀芯尺寸亚像素级测量[J] . 计算机工程与应用,2017,53(3):237 − 241.
    [14] 龚渠, 张伟, 李丽. 基于Halcon的拨叉脚端面尺寸测量[J] . 工具技术,2020,54(9):86 − 89. doi: 10.3969/j.issn.1000-7008.2020.09.021
    [15] 邓斌攸, 潘云峰, 池志强, 等. 基于机器视觉的家具板件尺寸在线测量系统[J] . 木材科学与技术,2021,3(35):63 − 67. doi: 10.12326/j.2096-9694.2020080
  • 加载中
图(14) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  239
  • HTML全文浏览量:  86
  • PDF下载量:  39
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-08
  • 刊出日期:  2023-03-31

目录

    /

    返回文章
    返回