CN109059790B - 一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法 - Google Patents

一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109059790B
CN109059790B CN201811069120.1A CN201811069120A CN109059790B CN 109059790 B CN109059790 B CN 109059790B CN 201811069120 A CN201811069120 A CN 201811069120A CN 109059790 B CN109059790 B CN 109059790B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coordinate system
image
fourier transform
loc
points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811069120.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109059790A (zh
Inventor
孙维方
向家伟
周余庆
钟永腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wenzhou University Cangnan Research Institute
Original Assignee
Wenzhou University Cangnan Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wenzhou University Cangnan Research Institute filed Critical Wenzhou University Cangnan Research Institute
Priority to CN201811069120.1A priority Critical patent/CN109059790B/zh
Publication of CN109059790A publication Critical patent/CN109059790A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109059790B publication Critical patent/CN109059790B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

Abstract

本发明公开了一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法，包括以下步骤：1、用激光沿着弹簧轴向方向进行照射，用工业相机对照射区域进行拍摄，将获得的图像转换为灰度图像；2、提取出激光在照射区域照亮的部分；3、采用霍夫变换检测并提取出参数坐标系下交点最多的点；4、将步骤3中得到的表达式变换回直角坐标系中；5、根据直线表达式在图像坐标系中进行取样；6、对取样点插值处理；7、对插值直线进行傅里叶变换并提取出傅里叶频谱中能量最大位置；8、计算熵值。本发明的有益效果是用傅里叶变换计算出平均节距大小，实现快速高效准确的测量弹簧节距，并且能够根据傅里叶频谱计算熵值从而评价弹簧节距的稳定性。

Description

一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法
技术领域
本发明涉及测量领域，特别涉及一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法。
背景技术
目前大多数厂家在检测弹簧节距时还是人工采用游标卡尺等工具进行测量，这类传统的测量方法不仅效率低还误差大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种测量效率高且准确率高的弹簧节距测量方法。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法，包括以下步骤：
步骤1，使用一字线激光沿着弹簧轴向方向进行照射，并使用工业相机对照射区域进行拍摄，将获取真彩色图像转换为灰度图像；
步骤2，根据激光照射角度提取出线激光在照射区域照亮部分，其余部分置为零值；
步骤3，采用霍夫变换检测并提取出参数坐标系下交点最多的点，其计算公式为：
locr,θ＝{locr,θ∈rm,θms.t.rm＝M(r),θm＝M(θ)},rm＝xmcosθm+ymsinθm
其中，m为图像中所有点的序号，M为众数；
步骤4，将步骤3中得到的locr,θ变换回直角坐标系中，其计算公式为：
Figure BDA0001799066070000021
步骤5，根据直线表达式在图像坐标系中进行取样；
步骤6，使用直线插值方法对取样点进行亚像素插值处理；
步骤7，对插值直线进行傅里叶变换并提取出傅里叶频谱中能量最大位置，则该位置所对应横坐标即为平均节距大小，其计算公式为：
Figure BDA0001799066070000022
其中，x(n)为直线中各点灰度值，N为直线采样点数量；
步骤8，对傅里叶频谱进行分段，并计算各段熵总和，其计算公式为：
Figure BDA0001799066070000023
以熵总和进行节距稳定性评判，pi为傅里叶频谱各分段元素出现的概率，
Figure BDA0001799066070000024
越小则节距稳定性越好。
本发明的有益效果是通过使用一字线激光沿着弹簧轴向方法进行照射并拍摄，其次选择评价区域，进而采用霍夫变换提取直线并插值，最后使用傅里叶变换计算出平均节距大小，实现快速高效准确的测量弹簧节距，并且能够根据傅里叶频谱计算熵值从而评价弹簧节距的稳定性。
附图说明
图1为本实施例获得的灰度图像；
图2为去除背景色后的数字图像；
图3为霍夫变换参数空间；
图4为直角坐标系对应的直线；
图5为傅里叶频谱；
图6为各段熵值统计。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1-图6，本发明提供一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法，
包括以下步骤：
S1：使用一字线激光沿着弹簧轴向方向进行照射，并使用工业相机对照射区域进行拍摄，将获取真彩色图像转换为灰度图像，如图1所示；
S2：根据激光照射角度提取出线激光在照射区域照亮部分，其余部分置为零值，如图2所示，其中中心线上方为激光照射在弹簧表面区域，中心线下方为激光透过弹簧表面照射在底面区域；
S3：采用霍夫变换检测并提取出参数坐标系下交点最多的点，如图3所示，其计算公式为：
locr,θ＝{locr,θ∈rm,θms.t.rm＝M(r),θm＝M(θ)},rm＝xmcosθm+ymsinθm
其中，m为图像中所有点的序号，M为众数；
S4：将步骤3中得到的locr,θ变换回直角坐标系中，如图4所示，其计算公式为：
Figure BDA0001799066070000041
S5：在图像坐标系中进行取样，根据直线表达式计算图像坐标系中经过的像素点，若像素点恰好被照亮则认定其为取样点；
S6：使用直线插值方法对取样点进行亚像素插值处理；
S7：对插值直线进行傅里叶变换并提取出傅里叶频谱中能量最大位置，则该位置所对应横坐标即为平均节距大小，如图5所示，其计算公式为：
Figure BDA0001799066070000042
其中，x(n)为直线中各点灰度值，N为直线采样点数量；
S8：对傅里叶频谱进行分段，并计算各段熵总和，如图6所示，其计算公式为：
Figure BDA0001799066070000043
以熵总和进行节距稳定性评判，pi为傅里叶频谱各分段元素出现的概率，
Figure BDA0001799066070000044
越小则节距稳定性越好。
以上实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，因此本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (1)

1.一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法，其特征在于：通过傅里叶变换对光切法获得的数字影像进行计算并采用熵对其进行节距稳定性评判，包括以下步骤：
步骤1，使用一字线激光沿着弹簧轴向方向进行照射，并使用工业相机对照射区域进行拍摄，将获取真彩色图像转换为灰度图像；
步骤2，根据激光照射角度提取出线激光在照射区域照亮部分，其余部分置为零值；
步骤3，采用霍夫变换检测并提取出参数坐标系下交点最多的点，其计算公式为：
locr,θ＝{locr,θ∈rm,θm s.t.rm＝M(r),θm＝M(θ)},rm＝xmcosθm+ymsinθm
其中，m为图像中所有点的序号，(xm,ym)为图像坐标系下第m个坐标点，(rm,θm)为参数坐标系下第m个坐标点，M为众数；
步骤4，将步骤3中得到的locr,θ变换回直角坐标系中，其计算公式为：
Figure FDA0002360620650000011
其中，点(r,θ)为参数坐标系下交点最多的点；
步骤5，根据直线表达式在图像坐标系中进行均匀取样；
步骤6，根据图像对直线所在点进行插值处理；
步骤7，对插值直线进行傅里叶变换并提取出傅里叶频谱中能量最大位置，则该位置所对应横坐标即为平均节距大小，其计算公式为：
loc＝{loc∈m s.t.FFTloc＝max(FFT)},
Figure FDA0002360620650000012
WN＝e-j(2π/N)
其中，x(n)为直线中各点灰度值，N为直线采样点数量；
步骤8，对傅里叶频谱进行分段，并计算各段熵平均值，其计算公式为：
Figure FDA0002360620650000021
Si＝-pi log2pi
其中，Si为第i段频谱熵值，m为分段总段数，
Figure FDA0002360620650000022
为各段熵值平均值，pi为傅里叶频谱各分段元素出现的概率，最终可以熵平均值进行节距稳定性评判，
Figure FDA0002360620650000023
越小则节距稳定性越好。
CN201811069120.1A 2018-09-13 2018-09-13 一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法 Active CN109059790B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811069120.1A CN109059790B (zh) 2018-09-13 2018-09-13 一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811069120.1A CN109059790B (zh) 2018-09-13 2018-09-13 一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109059790A CN109059790A (zh) 2018-12-21
CN109059790B true CN109059790B (zh) 2020-04-07

Family

ID=64761665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811069120.1A Active CN109059790B (zh) 2018-09-13 2018-09-13 一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109059790B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113624148A (zh) * 2021-08-05 2021-11-09 安庆谢德尔汽车零部件有限公司 一种螺旋弹簧节距测量方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305595A (zh) * 2011-04-29 2012-01-04 无锡众望四维科技有限公司 机器视觉系统对弹簧节距的自动检测方法
JP2018036184A (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 日産ネジ株式会社 ねじ形状自動計測システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2194358B1 (en) * 2008-12-05 2011-06-01 Tenaris Connections Aktiengesellschaft Measurement method and device for thread parameters
CN104215152B (zh) * 2013-06-03 2018-02-13 上海中国弹簧制造有限公司 偏心弹簧空间位置检测装置、公差确定方法、检测系统及检测方法
CN205691037U (zh) * 2016-05-19 2016-11-16 浙江省诸暨金宝汽车弹簧制造厂 弹簧节距检具

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305595A (zh) * 2011-04-29 2012-01-04 无锡众望四维科技有限公司 机器视觉系统对弹簧节距的自动检测方法
JP2018036184A (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 日産ネジ株式会社 ねじ形状自動計測システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN109059790A (zh) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109993166B (zh) 基于刻度查找的指针式仪表读数自动识别方法
CN110672040B (zh) 一种基于视觉的高精度旋转角度测量方法
CN103292701A (zh) 基于机器视觉的精密器件在线尺寸测量方法
CN103308430B (zh) 一种测量种子千粒重的方法及装置
CN115100203B (zh) 一种钢筋打磨除锈质量检测方法
CN105894002B (zh) 一种基于机器视觉的仪表示数识别方法
CN110906875B (zh) 一种孔径测量的视觉处理方法
CN106643965B (zh) 一种利用模板匹配精确识别液位的方法
CN111047588A (zh) 一种轴型小零件尺寸的图像化测量方法
CN111504188B (zh) 基于机器视觉的圆弧零件测量方法及装置
CN109508709B (zh) 一种基于机器视觉的单指针仪表读数方法
CN115661143B (zh) 用于MiniLED晶圆缺陷的快速检测系统
CN116168037A (zh) 一种基于图像处理的导线压接弯曲度计算方法及系统
CN109059790B (zh) 一种基于傅里叶变换的弹簧节距测量方法
CN115311629A (zh) 一种折弯机的异常折弯精度监测系统
CN112819842B (zh) 适用于工件质检的工件轮廓曲线拟合方法、装置及介质
CN111932573B (zh) 一种光学系统空间分辨率的自动测试方法
CN116894776B (zh) 基于图像拼接的压接导线弯曲度测量方法及系统
CN111815580B (zh) 一种图像边缘识别方法及小模数齿轮模数检测方法
CN110245597B (zh) 一种指针式仪表通用性识别方法
CN111445510A (zh) 一种图像中直线的检测方法
CN113920305A (zh) 一种避雷器仪表的识别方法及装置
CN108036736B (zh) 沟槽弯曲度测量方法及装置、缺陷数量预测方法及装置
US20240005639A1 (en) Instrument recognition method based on improved u2 network
CN113838122B (zh) 一种带频域校验的圆形高温区域定位的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant