CN107977962A - 一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统及方法，涉及图像分析和磨损分析系统领域。本发明中：图像采集装置通过数据转换传输模块与图像采集单元相联；图像采集单元通过数据传输模块与图像轮廓分析单元相联；图像轮廓分析单元通过图像数据信息传输模块与坐标系分析单元相联；包括用于存储标准齿轮数据信息的标准齿轮参数单元，坐标系分析单元通过数据信息分析对比方式与标准齿轮参数单元相联；包括用于分析齿轮磨损系数的磨损度分析单元。本发明通过标准齿轮的参数数据信息与实际齿轮的数据信息进行相应的差值比例分析计算，从而分析出实际齿轮的磨损情况，从而便于判断磨损后的齿轮是否可以在机械设备中继续使用。

Description

一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统及方法

技术领域

本发明涉及图像分析和磨损分析系统领域，尤其涉及一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统及方法。

背景技术

齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

齿轮经过长期使用后，会出现齿轮边缘齿牙磨损情况，若磨损较为严重，则会直接影响机械设备的稳定运行，这就需要对齿轮的磨损度进行相应的检测分析，从而来判断磨损后的齿轮是否可以在机械设备中继续使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统及方法，通过标准齿轮的参数数据信息与实际齿轮的数据信息进行相应的差值比例分析计算，从而分析出实际齿轮的磨损情况，从而便于判断磨损后的齿轮是否可以在机械设备中继续使用。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统，包括图像采集装置和图像采集单元，图像采集装置通过数据转换传输模块与图像采集单元相联；包括用于图像图形轮廓分析的图像轮廓分析单元，图像采集单元通过数据传输模块与图像轮廓分析单元相联；包括坐标系分析单元，图像轮廓分析单元通过图像数据信息传输模块与坐标系分析单元相联；包括用于存储标准齿轮数据信息的标准齿轮参数单元，坐标系分析单元通过数据信息分析对比方式与标准齿轮参数单元相联；包括用于分析齿轮磨损系数的磨损度分析单元。

其中，图像采集装置内设置PC图像采集卡，PC图像采集卡通过信号控制方式与图像采集装置的拍照装置相联；PC图像采集卡通过模数转换模块与图像采集单元内的数据信息存储模块相联。

其中，坐标系分析单元内设置采集齿轮边界数据参数存储模块和标准齿轮边界数据参数存储模块；采集齿轮边界数据参数存储模块通过中心点数据参数对称映射方式与标准齿轮边界数据参数存储模块相联。

其中，磨损度分析单元内建立相应的磨损度计算模块，磨损度计算模块对相应的坐标系数据参数进行导入计算分析，并将相应分析的数据结果传输给相应的显示和/或警报装置。

一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测方法：

第一步，图像采集装置对待分析的齿轮进行若干连续拍照采集操作，图像采集装置对置于纯色对比背景下的齿轮图像进行相应的拍照采集操作，图像采集装置将采集到的纯色背景下的齿轮图像图形传输给图像采集单元；第二步，图像采集单元对采集到的齿轮图像数据信息进行初步分析，将符合清晰、图像元素健全及相应条件的齿轮图像传输给图像轮廓分析单元；第三步，图像轮廓分析单元对齿轮图像中符合齿轮形状的特征图形进行相应的图像特征数据信息提取操作，并将图像特征数据信息参数化导入坐标系分析单元内；第四步，坐标系分析单元对获取到的图像特征数据参数与固有设定好的标准齿轮参数数据信息进行相应对比分析；第五步，磨损度分析单元通过数据信息参数对比分析方式分析出实际齿轮轮廓特征参数与标准齿轮轮廓特征参数的差值，并进行相应的计算分析出实际齿轮的磨损程度。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过图像采集装置对齿轮图像进行采集操作，经过图像采集单元和图像轮廓分析单元对齿轮图像图形进行特征信息处理分析，导入相应的坐标系分析单元内进行相应的映射分析，根据标准齿轮的参数数据信息，对实际齿轮的数据信息进行相应的差值比例分析计算，从而分析出实际齿轮的磨损情况，从而便于判断磨损后的齿轮是否可以在机械设备中继续使用。

附图说明

图1为本发明的基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统结构示意图；

图2为本发明中齿轮图形的坐标系分析的结构示意图；

图3为图2中M处局部放大的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例一：

如图1所示，本发明为一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统，包括图像采集装置和图像采集单元，图像采集装置通过数据转换传输模块与图像采集单元相联；包括用于图像图形轮廓分析的图像轮廓分析单元，图像采集单元通过数据传输模块与图像轮廓分析单元相联；包括坐标系分析单元，图像轮廓分析单元通过图像数据信息传输模块与坐标系分析单元相联；包括用于存储标准齿轮数据信息的标准齿轮参数单元，坐标系分析单元通过数据信息分析对比方式与标准齿轮参数单元相联；包括用于分析齿轮磨损系数的磨损度分析单元。

进一步的，图像采集装置内设置PC图像采集卡，PC图像采集卡通过信号控制方式与图像采集装置的拍照装置相联；PC图像采集卡通过模数转换模块与图像采集单元内的数据信息存储模块相联。

进一步的，坐标系分析单元内设置采集齿轮边界数据参数存储模块和标准齿轮边界数据参数存储模块；采集齿轮边界数据参数存储模块通过中心点数据参数对称映射方式与标准齿轮边界数据参数存储模块相联。

进一步的，磨损度分析单元内建立相应的磨损度计算模块，磨损度计算模块对相应的坐标系数据参数进行导入计算分析，并将相应分析的数据结果传输给相应的显示和/或警报装置。

一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测方法：

第一步，图像采集装置对待分析的齿轮进行若干连续拍照采集操作，图像采集装置对置于纯色对比背景下的齿轮图像进行相应的拍照采集操作，图像采集装置将采集到的纯色背景下的齿轮图像图形传输给图像采集单元。

第二步，图像采集单元对采集到的齿轮图像数据信息进行初步分析，将符合清晰、图像元素健全及相应条件的齿轮图像传输给图像轮廓分析单元。

第三步，图像轮廓分析单元对齿轮图像中符合齿轮形状的特征图形进行相应的图像特征数据信息提取操作，并将图像特征数据信息参数化导入坐标系分析单元内。

第四步，坐标系分析单元对获取到的图像特征数据参数与固有设定好的标准齿轮参数数据信息进行相应对比分析。

第五步，磨损度分析单元通过数据信息参数对比分析方式分析出实际齿轮轮廓特征参数与标准齿轮轮廓特征参数的差值，并进行相应的计算分析出实际齿轮的磨损程度。

具体实施例二：

如图2所示，在坐标系内的第一象限内建立标准齿轮的坐标参数图像，坐标系内的第二象限内为实际齿轮图形轮廓的坐标参数图像；其中，实际齿轮的坐标参数图像的中心点为S点，标准齿轮的坐标参数图像的中心点为A点，以中心点为映射重叠中心，将实际齿轮的坐标参数图像与标准齿轮的坐标参数图像进行相应的覆盖对比。

如图3所示，建立距离齿轮中心点A最近的齿轮边界点B，分析标准齿轮的坐标参数图像中距离齿轮中心点最远点坐标C1、C2、C3、...、Cn，分析实际齿轮的坐标齿轮参数图像中距离齿轮中心点最远点坐标D1、D2、D3、...、Dn，分析A、D之间的坐标数据差与A、C之间的坐标数据差的比值，从而分析出实际的齿轮磨损情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统，其特征在于：

包括图像采集装置和图像采集单元，所述图像采集装置通过数据转换传输模块与图像采集单元相联；

包括用于图像图形轮廓分析的图像轮廓分析单元，所述图像采集单元通过数据传输模块与图像轮廓分析单元相联；

包括坐标系分析单元，所述图像轮廓分析单元通过图像数据信息传输模块与坐标系分析单元相联；

包括用于存储标准齿轮数据信息的标准齿轮参数单元，所述坐标系分析单元通过数据信息分析对比方式与标准齿轮参数单元相联；

包括用于分析齿轮磨损系数的磨损度分析单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统，其特征在于：

所述图像采集装置内设置PC图像采集卡，所述PC图像采集卡通过信号控制方式与图像采集装置的拍照装置相联；

所述PC图像采集卡通过模数转换模块与图像采集单元内的数据信息存储模块相联。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统，其特征在于：

所述坐标系分析单元内设置采集齿轮边界数据参数存储模块和标准齿轮边界数据参数存储模块；

所述采集齿轮边界数据参数存储模块通过中心点数据参数对称映射方式与标准齿轮边界数据参数存储模块相联。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测系统，其特征在于：

所述磨损度分析单元内建立相应的磨损度计算模块，所述磨损度计算模块对相应的坐标系数据参数进行导入计算分析，并将相应分析的数据结果传输给相应的显示和/或警报装置。

5.一种基于图像轮廓分析的齿轮磨损度检测方法，其特征在于：

第一步，图像采集装置对待分析的齿轮进行若干连续拍照采集操作，图像采集装置对置于纯色对比背景下的齿轮图像进行相应的拍照采集操作，图像采集装置将采集到的纯色背景下的齿轮图像图形传输给图像采集单元；

第二步，图像采集单元对采集到的齿轮图像数据信息进行初步分析，将符合清晰、图像元素健全及相应条件的齿轮图像传输给图像轮廓分析单元；

第三步，图像轮廓分析单元对齿轮图像中符合齿轮形状的特征图形进行相应的图像特征数据信息提取操作，并将图像特征数据信息参数化导入坐标系分析单元内；

第四步，坐标系分析单元对获取到的图像特征数据参数与固有设定好的标准齿轮参数数据信息进行相应对比分析；

第五步，磨损度分析单元通过数据信息参数对比分析方式分析出实际齿轮轮廓特征参数与标准齿轮轮廓特征参数的差值，并进行相应的计算分析出实际齿轮的磨损程度。