CN209342039U - 一种喷油嘴微孔孔形检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种喷油嘴微孔孔形检测系统。该系统包括电子显微镜、图像处理系统、主控系统和旋转载物台，所述电子显微镜、所述图像处理系统和所述旋转载物台分别连接所述主控系统，所述电子显微镜还与所述图像处理系统连接，用于获得所述喷油嘴微孔的一次观测图像和二次观测图像，所述图像处理系统用于处理所述一次观测图像和所述二次观测图像，并判别所述微孔是否合格和其变形区域，并将结果图像实时显示，所述主控系统用于控制所述电子显微镜的移动和所述旋转载物台的转动。本实用新型实现了喷油嘴微孔检测的完全自动化、智能化，解决了现有技术中人工检测效率低、劳动强度大、分类质量不均、误判率高等问题。

Description

一种喷油嘴微孔孔形检测系统

技术领域

本实用新型涉及自动化生产技术领域，更具体地说，涉及一种喷油嘴微孔孔形检测系统。

背景技术

柴油发动机喷油嘴上有多个微小喷孔，喷孔的加工通常先采用电火花钻孔、然后再经过液体挤压研磨加工提高流量系数、改善雾化效果、提高燃油效率。但是，经过挤压研磨之后的喷孔，有时会出现喷孔变形。喷孔的孔口若变形，那么将会对燃油雾化效果产生较大影响，降低燃油效率。因此，为确保质量，需要检测经过挤压研磨之后的喷孔的孔口变形情况，喷嘴上的每个喷孔的孔形较圆、未见缺口方为合格。现有的检测方法是，将数字显微镜进行固定，被测工件放在载物台上，然后用手转动工件到每个喷孔处，利用数字显微镜对这些微孔进行放大成像于显示器上，用人眼直接根据孔口的轮廓情况判别是否合格。另外,由于球面或锥面上的各个孔的高度不一，导致在检测时有些孔并不在图像的中心根据成像原理会引起一定的桶形畸变从而引起误判。所以，这种人工检测方法效率低、劳动强度大、分类质量不均、误判率相对较大。

实用新型内容

针对现有技术中对喷油嘴微孔孔形检测过程中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种喷油嘴微孔孔形检测系统，该系统能代替目前的人工检测，实现自动检测，采用机器视觉、实现智能判别，降低了误判率，提高了检测效率。为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种喷油嘴微孔孔形检测系统，该系统包括电子显微镜、图像处理系统、主控系统和用于放置所述喷油嘴的旋转载物台，所述电子显微镜、所述图像处理系统和所述旋转载物台分别连接所述主控系统，所述电子显微镜还与所述图像处理系统连接，所述电子显微镜用于获得所述喷油嘴微孔的一次观测图像R1和二次观测图像R2，并将所述一次观测图像R1和所述二次观测图像R2输送至所述图像处理系统，所述图像处理系统用于处理所述一次观测图像R1以获得一次观测图像中心位置坐标(即，电子显微镜视野中心位置坐标) (X_a,Y_a)和喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h),并将所述一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和所述喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)传输至所述主控系统，并且所述图像处理系统还用于处理所述二次观测图像以判别所述喷油嘴微孔是否合格和所述喷油嘴微孔的变形区域位置，并将结果图像实时显示，所述主控系统用于控制所述电子显微镜的移动使得所述喷油嘴微孔进入所述电子显微镜的视野以便所述电子显微镜获得所述喷油嘴微孔的一次观测图像R1，并根据所述一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和所述喷油嘴微孔中心位置坐标 (X_h,Y_h)二次定位所述电子显微镜沿X和Z轴方向移动以将所述显微镜视野中心位置调整至所述喷油嘴微孔中心以便所述显微镜获得所述二次观测图像R2，并且所述主控系统还用于控制所述旋转载物台转动使得所述喷油嘴的下一个微孔移至所述电子显微镜视野内。

进一步地，所述系统还包括壳，所述旋转载物台和电子显微镜安装在所述壳上表面，所述主控系统放置在所述壳内部。

进一步地，所述壳的侧面或上表面还安装有启动检测按钮。

进一步地，所述检测系统还包括定位机构，所述定位机构用于安装所述电子显微镜并且与所述主控系统连接以在所述主控系统的控制下移动所述电子显微镜。

进一步地，所述图像处理系统对所述一次观测图像R1进行处理的过程包括以下步骤：

(1)通过获取所述一次观测图像大小，设置变量X_a，Y_a得到所述一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)，X_a＝A/2、Y_a＝B/2，A和B分别为所述图像的长和宽；

(2)对所述一次观测图像进行HSV转换，采用S图像进行下一步处理，通过调节灰度值在0-30范围内筛选出完整的圆孔图像，运用select-contours-xld算子提取出微孔现有轮廓，进行初步的圆度筛选，筛选出圆度在(0.95-1)范围内的区域，采用area_center 算子提取到微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)。

进一步地，所述主控系统二次定位所述电子显微镜的过程包括以下步骤：

(1)求出图像中心位置坐标(X_a,Y_a)与微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)的位置距离△ X_f＝X_a-X_h、△Y_f＝Y_a-Y_h；

(2)确定电子显微镜的运动轨迹Tr，具体为：X轴轨迹Z轴轨迹：旋转轴旋转角度：其中，α为喷油嘴锥顶角，R为微孔所在截面半径；

(3)根据所述运动轨迹Tr将所述显微镜视野中心位置调整至所述喷油嘴微孔中心位置以便所述显微镜获得所述二次观测图像R2。

进一步地，所述图像处理系统对所述二次观测图像R2进行处理的过程包括以下步骤：

(1)对所述二次观测图像R2使用decompose算子，将三通道图像转化为HSV通道，选取三张图像中最为清晰的s图像进行灰度值调整,灰度值大小范围在0—30提取到较为完整的圆孔；

(2)圆孔区域被红色填充，利用connection算子对图片区域进行分割，将不连通的区域分割成单独区域，获得独立区域；分割后部分存在未被完全填充，边缘部分出现缺口的情况，对图像进行填充，确定图像是一个封闭图形；对图像进行形态学处理，先进行腐蚀后再进行膨胀操作得到图像R3，使R3图像边缘变得圆滑，断开狭窄间断和消除细的突出物，执行完上述操作后利用特征直方图对图像区域进行筛选，筛选完成后圆孔区域被完全覆盖，使用select-shape-xld算子仅提取圆度不低于0.75的圆,取边缘像素的中心点得到更加贴近实际的微孔轮廓L1,进行圆度筛选，圆度在(0.9-1)范围内的判定合格，若不合格，用边缘拟合分割法拟合正圆L2，

(3)完成上述操作后，填充L1、L2得到微孔区域D1与拟合圆区域D2，再采用difference算子对D1、D2做区域减法运算，识别出变形区域位置。

进一步地，所述边缘拟合分割法拟合正圆L2的具体步骤包括：设置huber权重值，公式为

过滤严重变形部分，找出原微孔中心点，再对经过初步处理的图像R3拟合一个xld圆，也就是正圆L2。

本实用新型的喷油嘴微孔孔形检测系统检测嘴微孔的具体过程为：

S101.将被测喷油嘴固定在旋转载物台上；

S102.启动检测按钮，数字显微镜在主控系统的控制下从原点移动至所述被测喷油嘴附近与所述被测喷油嘴的一个微孔对焦，对所述微孔拍摄，获得一次观测图像R1；

S103.图像处理系统对所述微孔一次观测图像进行处理，获得一次观测图像中心位置坐标(即，电子显微镜视野中心位置坐标)(X_a,Y_a)及所述微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)；

S104.主控系统根据所述一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和所述微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)二次定位所述电子显微镜以将所述电子显微镜视野中心移动到所述微孔中心位置，对所述微孔再次拍摄，获得二次观测图像R2；

S105.所述图像处理系统对所述二次观测图像进行处理以判别所述微孔是否合格，以及孔变形区域位置，并将结果图像实时显示，完成一个微孔的检测；

S106.所述旋转载物台在所述主控系统的控制下旋转，所述被测喷油嘴移动使得所述数字显微镜与所述被测喷油嘴的下一个微孔对焦，对所述微孔拍摄，获得一次观测图像，重复步骤S103-S106直至工件上的所有微孔依次检测完毕；

S107.当被测喷油嘴上所有微孔都检测完毕后，若所有微孔均合格，则所述被测喷油嘴合格，否则不合格，所述图像处理系统将所述结果进行显示；

S108.所述数字显微镜在所述主控系统的控制下回到原点，取出所述被测喷油嘴，完成一个喷油嘴的检测。

本实用新型的喷油嘴微孔孔形检测系统解决了人工检测工件微孔检测效率低、分类质量不均等问题。与现有技术比较，本实用新型达到了以下有益效果：

本实用新型的微孔孔形检测系统采用数字显微镜获得喷油嘴微孔图像，放大倍数大、像素高，有效的提高了微孔的成像质量，解决了现有技术中要求人工不断的旋转工件并对焦，长时间检测极易产生疲劳，影响检测效率，同时解决了由于检测效果完全靠人眼观察主观辨别所得，判别标准不一、误差相对较高的问题。

本实用新型针对较大变形孔采取基于Huber权重的边缘拟合分割的方法，将较大变形区域与主轮廓区分，更加精准的确定微孔的中心位置，解决了较大变形微孔中心位置产生较大偏差的难题，减小了误判的可能性。

本实用新型还可对加工后的微孔变形区域位置进行识别标示，与人工检测相比，使得检测结果更加清晰、明确，同时可为找到变形原因提供较好的分析资料和依据。

本实用新型二次定位对准获取最终处理图像，解决了工件一周上由于各微孔高度不一，有些孔并不在图像的中心所引起孔形额外畸变，从而导致误判别的问题。

本实用新型提出了一种全新的针对发动机喷油嘴微孔检测的智能化解决方案，基于机器视觉，实现了工件微孔检测的完全自动化、智能化，降低了劳动强度、误判率和生产成本，提高了生产效率和分类质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的附图做简单地介绍，很显然下面描述的附图仅仅是对本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前题下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是根据一个具体实施例，本实用新型的喷油嘴微孔孔形检测系统的结构示意图。

图2是利用本实用新型的喷油嘴微孔孔形检测系统得到的微孔的一次观测图像R1的示意图。

图3是利用本实用新型的喷油嘴微孔孔形检测系统得到的微孔的二次观测图像R2的示意图。

图4提取得到的微孔轮廓L1(虚线表示)，圆度为0.94为合格圆孔。

图5拟合后得到的正圆L2(虚线表示)。

图6利用本实用新型的喷油嘴微孔孔形检测系统得到的加工后严重变形的微孔的一次观测图像的示意图。

图7提取的到微孔轮廓L1(虚线表示)。

图8根据边缘拟合分割法可准确判定出拟合圆D2(虚线表示)中心位置。

图9根据D1、D2做区域减法得出的变形区域(阴影部分表示)。

具体实施方式

本实用新型中坐标的定义参考图1，将电子显微镜沿水平面平行移动的平面设为X轴和Y轴所在的平面，将显微镜沿垂直水平面的上下移动的平面设为Z轴所在的平面。将本实用新型的检测系统启动之前电子显微镜的位置，或该检测系统启动之后电子显微镜未开始移动时电子显微镜视野的位置坐标设为原点。

在本实用新型的一个优选实施方案中，本实用新型的一种喷油嘴微孔孔形检测系统包括电子显微镜、图像处理系统、主控系统、旋转载物台、定位机构。被测工件喷油嘴固定于所述旋转载物台；所述电子显微镜固定在所述定位机构上，用于在所述主控系统控制下，获得微孔的一次观测图像R1；所述图像处理系统与所述电子显微镜连接，用于接收一次观测图像R1，并对所述一次观测图像R1进行处理，获得一次观测图像中心位置坐标(即，电子显微镜视野中心位置坐标)(X_a,Y_a)和微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)，并将该一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和该微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)传输到所述主控系统；所述主控系统与图像处理系统连接，用于接收图像处理系统发送的坐标，计算出偏移距离△X_f、△Y_f，确定电子显微镜的运动轨迹Tr，具体为：X轴轨迹Z轴轨迹：旋转轴旋转角度：其中，α为喷油嘴锥顶角，R为微孔所在截面半径，最后根据运动轨迹Tr对所述电子显微镜通过所述定位机构进行二次定位，将所述微孔中心调节至所述电子显微镜视野中心位置；然后所述电子显微镜获取二次定位后微孔二次观测图像R2，并对所述微孔二次观测图像R2进行处理、判断被测微孔孔形是否合格，并识别出变形区域位置；所述主控系统还控制所述旋转载物台将下一被测喷油嘴微孔移至电子显微镜视野内进行判断，直至被测工件上的孔依次被检测完毕。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述图像处理系统对所述一次观测图像R1进行处理，采用基于图像清晰度属性的分水岭分割算法对观测图像R1进行处理，过程如下：通过获取图像大小，设置变量X_a,Y_a,得到图像R1中心点坐标(X_a,Y_a)，X_a＝A/2、Y_a＝B/2,A、 B为图片长宽，继而要获得微孔的中心位置，先对图像R1进行HSV转换，采用S图像进行下一步处理，通过调节灰度值在0-30范围内筛选出完整的圆孔图像，运用 select-contours-xld算子提取出微孔现有轮廓，因为可能会受到边缘区域的亮度不足的影响发生区域识别范围较大的情况，进行初步的圆度筛选，筛选出圆度在(0.75-1)范围内的区域，采用area_center算子提取到微孔的中心点坐标(X_h，Y_h)。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述图像处理系统对所述二次定位后微孔观测图像R2进行处理、判断被测微孔孔形是否合格具体包括：对图像R2使用decompose算子，将三通道图像转化为HSV通道，选取三张图像中最为清晰的s图像进行灰度值调整范围,实验得到灰度值大小范围在0-30能提取到较为完整的圆孔。圆孔区域被红色填充，利用connection算子对图片区域进行分割，将不连通的区域分割成单独区域，获得独立区域。分割后发现部分存在未被完全填充，边缘部分出现缺口的情况，故需对图像进行填充，确定图像是一个封闭图形。对图像进行形态学处理，先进行腐蚀后进行膨胀操作得到图像R3，使R3图像边缘变得圆滑，断开狭窄间断和消除细的突出物。经过大量实际图像实验后发现在喷油嘴进行加工后可能会出现边缘处有金属残渣存留会影响后续的识别，执行完上述操作后利用特征直方图对图像区域进行筛选，筛选完成后圆孔区域被完全覆盖，仅依靠灰度值调整对微孔的提取是不完全的，一些图片会因为拍摄问题边缘区域亮度较低，若只是进行灰度值调整后续提取轮廓时会出现多轮廓的误判状况，为准确的提取原微孔，可以使用select-shape-xld算子仅提取圆度不低于0.75的圆。取边缘像素的中心点得到更加贴近实际的微孔轮廓L1。进行圆度筛选，圆度在(0.9-1)范围内的判定合格，若不合格，用边缘拟合分割法拟合正圆L2，填充L1、L2得到微孔区域D1与拟合圆区域D2，再对采用difference算子对D1、D2做区域减法运算，识别出变形区域位置。

在本实用新型的一个优选实施方案中，用边缘拟合分割法拟合正圆，将提取的微孔轮廓L1与正圆进行对比，识别出变形区域位置，具体包括：针对微孔发生较大变形时直接采用xld拟合方式所拟合的中心位置与实际会发生较大偏移的问题，本实用新型采用边缘拟合分割，设置huber权重值，公式为

便可过滤严重变形部分，便于找出原微孔中心点，再对经过初步处理的图像R3拟合一个xld圆，也就是正圆L2。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述主控系统控制将下一被测微孔移至电子显微镜视野内进行判断的过程具体包括：当所述图像处理系统判断完当前微孔是否合格后，主控系统控制旋转载物台电机绕W轴旋转一定角度，将下一被测微孔移至电子显微镜视野，然后获取并处理微孔图像R1、进行二次定位、获取二次定位后微孔的二次观测图像 R2并判别孔形是否合格。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述旋转载物台具体用于：在主控系统的控制下，夹紧被测工件，并可以按规定角度旋转工件，使得工件上平均分布于圆周的多个孔依次完成检测。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述定位机构包括X轴和Z轴，两轴均采用丝杠等高精度传动结构，电机采用带有编码器反馈的集成式步进伺服电机，结构紧凑，运动精度高、性价比高。该定位机构具体用于：在测量刚开始阶段、放入并夹紧工件后，根据主控系统发送的电机指令和参数，控制X、Z轴电机转动，移动所述电子显微镜从零位 (原点)靠近工件(喷油嘴)并对焦到第1个微孔；根据所述二次定位的运动轨迹Tr，控制其X、Z方向电机运转，将电子显微镜视野中心移至所述圆孔的中心位置坐标，完成二次定位，从而保证第二次获得的孔形判别图像R2中孔能在视野的中心位置，解决因各孔并非位于同一轴线高度使得孔的图像会偏离视野中心甚至位于视野边缘额外带来的桶形畸变误差；在工件上所有微孔均检测完毕后，控制所述电子显微镜远离工件并回到零位，以便于取出工件，同时为下个工件的测量做好准备。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述数字显微镜包括环形LED光源，放大倍数 200倍以上，像素200万以上。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白理解，下面结合附图，进一步阐述本实用新型。

实施例1

参见如图1，在该图所示的例子中，喷油嘴微孔孔形检测系统包括电子显微镜1、图像处理系统2、主控系统3、旋转载物台4、壳5和定位机构6。电子显微镜1固定在定位机构6上。旋转载物台4和定位机构6固定在壳5上表面，主控系统3放置在壳5内部，图像处理系统2可与壳5固定连接，也可以各自独立。定位机构6、图像处理系统2和旋转载物台4分别连接所述主控系统3。

电子显微镜1还与图像处理系统2连接，所述用于获得所述喷油嘴微孔的一次观测图像R1和二次观测图像R2，并将所述一次观测图像R1和所述二次观测图像R2发送给图像处理系统2。

图像处理系统2接收和处理所述一次观测图像R1以获得一次观测图像中心位置坐标 (即，电子显微镜1视野中心位置坐标(X_a,Y_a)和喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h),并将这两个中心位置坐标坐标传输到主控系统3。图像处理系统2还接收和处理处理所述二次观测图像R2以判别所述喷油嘴微孔是否合格，所述喷油嘴微孔的变形区域位置，并将结果图像实时显示，

主控系统3根据接收到的一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)确定电子显微镜1的运动轨迹Tr,对电子显微镜1进行二次定位以将喷油嘴微孔中心调整至显微镜1视野中心位置。主控系统3还控制旋转载物台4转动使得所述喷油嘴的下一个微孔移至电子显微镜1视野内进行检测。

使用时，被测喷油嘴放置在旋转载物台4上，用夹具固定，按下检测按钮，主控系统3控制夹具夹紧喷油嘴，同时控制定位机构6使电子显微镜1的视野沿X轴和Z轴从零位 (原点)开始移动，使得数字显微镜1移至被测喷油嘴附近，并与被测喷油嘴的1号微孔对焦，对微孔进行拍摄，获得该微孔的清晰的孔形图像，称为一次观测图像R1，并将该图像传输至图像处理系统2；图像处理系统2对该微孔的一次观测图像R1进行处理，获得一次观测图像中心位置坐标(即电子显微镜视野中心位置坐标)(X_a,Y_a)及微孔中心位置坐标 (X_h,Y_h)，并将该一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)及该微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)输送至主控系统3；主控系统3根据电子该一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)及该微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)确定电子显微镜1的运动轨迹Tr，然后根据该运动轨迹Tr通过定位机构6使电子显微镜1沿X轴,Z轴方向移动，将电子显微镜1视野中心移动到被测微孔中心位置；电子显微镜1对微孔再次进行拍摄，再次获得微孔的图像，称为二次观测图像R1，并将该图像传输至图像处理系统2；图像处理系统2处理二次观测图像R2，判别被测微孔是否合格，以及孔变形区域位置，并将结果图像R3实时显示，完成一个微孔的检测；旋转载物台4根据主控系统3的指令旋转，被测喷油嘴移动，使得下一个微孔进入显微镜1的视野，重复以上步骤直至喷油嘴上的所有微孔依次检测完毕；当被测喷油嘴上所有微孔都检测完毕后，若所有微孔均合格，则该工件合格，否则不合格，该结果由图像处理系统2进行显示；然后，主控系统3控制定位机构6沿X轴和Z轴方向移动，回到零点位置，最后，取出工件，根据检测结果放置到不同地方，这样该喷油嘴的检测完毕。

本实用新型中图像的采集可由外部触发，也可设定参数后，由显微镜1自动采集。考虑到可能存在初始图像(一次观测图像)采集时中微孔不在显微镜视野中心，所以采用二次定位的方法再次采集图像，确保微孔在显微镜视野中心。例如图2所示为利用显微镜1 得到的喷油嘴的一个微孔的一次观测图像R1的示意图，图3为将显微镜1二次定位后得到的该微孔的二次观测图像R2的示意图。

主控系统3对显微镜1的二次定位过程具体包括以下过程：

图像处理系统2通过获取一次观测图像R1，设置变量X_a，Y_a得到图像中心点(X_a,Y_a)， X_a＝A/2、Y_a＝B/2，继而获得微孔的中心位置，先对该图像进行HSV转换，采用S图像进行下一步处理，通过调节灰度值在0-30范围内筛选出完整的圆孔图像，运用 select-contours-xld算子提取出微孔现有轮廓，因为可能会受到边缘区域的亮度不足的影响发生区域识别范围较大的情况，需要进行初步的圆度筛选，筛选出圆度在(0.95-1) 范围内的区域，采用area_center算子提取到微孔的中心点(X_h,Y_h)，并输送至控制系统3。控制系统3求出微孔中心点与图片(图像)中心点的位置距离△X_f＝X_a-X_h，△Y_f＝Y_a-Y_h，并根据该距离确定电子显微镜1的运动轨迹Tr从而移动镜头至微孔中心拍摄照片，Tr具体为：X轴轨迹Z轴轨迹：旋转轴旋转角度：其中，α为喷油嘴锥顶角，R为微孔所在截面半径；最后根据所述运动轨迹Tr将所述显微镜(1)视野中心位置调整至所述喷油嘴微孔中心位置以便所述显微镜(1)获得所述二次观测图像R2。

图像处理系统2对二次观测图像R2进行处理，以判断被测微孔孔形是否合格包括以下过程：

图像处理系统2对图像R2使用decompose算子，将三通道图像转化为HSV通道，选取三张图像中最为清晰的s图像进行灰度值调整范围，实验得到灰度值大小范围在0-30 能提取到较为完整的圆孔。圆孔区域被红色填充，利用connection算子对图片区域进行分割，将不连通的区域分割成单独区域，获得独立区域。分割后发现部分存在未被完全填充，边缘部分出现缺口的情况，故需对图像进行填充，确定图像是一个封闭图形。对图像进行形态学处理，先进行腐蚀后进行膨胀操作得到图像R3，使R3图像边缘变得圆滑，断开狭窄间断和消除细的突出物。经过大量实际图像实验后发现在喷油嘴进行加工后可能会出现边缘处有金属残渣存留会影响后续的识别，执行完上述操作后利用特征直方图对图像区域进行筛选，筛选完成后圆孔区域被完全覆盖，仅依靠灰度值调整对微孔的提取是不完全的，一些图片会因为拍摄问题边缘区域亮度较低，若只是进行灰度值调整后续提取轮廓时会出现多轮廓的误判状况，为准确的提取原微孔，可以使用select-shape-xld算子仅提取圆度不低于0.75的圆。取边缘像素的中心点得到更加贴近实际的微孔轮廓L1。进行圆度筛选，圆度在(0.9-1)范围内的判定合格。如图4所示为提取得到的微孔轮廓L1(虚线表示)，圆度为0.94为合格圆孔。

若不合格，用边缘拟合分割法拟合正圆L2，具体包括：针对微孔发生较大变形时直接采用xld拟合方式所拟合的中心位置与实际会发生较大偏移的问题，本实用新型采用边缘拟合分割法，设置huber权重值进行设置，公式为：

便可过滤严重变形部分，便于找出原微孔中心点，再对经过初步处理的图像R3拟合一个 xld圆，也就是正圆L2。完成上述操作后，填充L1、L2得到微孔区域D1与拟合圆区域D2，再对采用difference算子对D1、D2做区域减法(21)运算，识别出变形区域位置。

图5所示为在图4基础上拟合的xld圆正圆L2(虚线表示)。

如图6所示为显微镜1获得的加工后严重变形的微孔(一次观测图像)的示意图，为不合格微孔。

如图7所示为图像处理系统2提取的到该不合格微孔轮廓的L1(虚线表示)。

如图8所示为图像处理系统2根据边缘拟合分割法可准确判定出拟合圆D2(虚线表示) 中心位置。

如图9所示为根据D1、D2做区域减法得出的变形区域(阴影部分表示)。填充L1、 L2得到微孔区域D1与拟合圆区域D2，再对采用difference算子对D1、D2做区域减法运算，识别出变形区域位置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种喷油嘴微孔孔形检测系统，其特征在于，该系统包括电子显微镜(1)、图像处理系统(2)、主控系统(3)和用于放置所述喷油嘴的旋转载物台(4)，

所述电子显微镜(1)、所述图像处理系统(2)和所述旋转载物台(4)分别连接所述主控系统(3)，所述电子显微镜(1)还与所述图像处理系统(2)连接，

所述电子显微镜(1)用于获得所述喷油嘴微孔的一次观测图像和二次观测图像，并将所述一次观测图像和所述二次观测图像输送至所述图像处理系统(2)，

所述图像处理系统(2)用于处理所述一次观测图像以获得一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h),并将所述一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和所述喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)传输至所述主控系统(3)，并且所述图像处理系统(2)还用于处理所述二次观测图像以判别所述喷油嘴微孔是否合格和所述喷油嘴微孔的变形区域位置，并将结果图像实时显示，

所述主控系统(3)用于控制所述电子显微镜(1)的移动使得所述喷油嘴微孔进入所述电子显微镜(1)的视野以便所述电子显微镜(1)获得所述喷油嘴微孔的一次观测图像，并根据所述一次观测图像中心位置坐标(X_a,Y_a)和所述喷油嘴微孔中心位置坐标(X_h,Y_h)二次定位所述电子显微镜(1)沿X和Z轴方向移动以将所述显微镜(1)视野中心位置调整至所述喷油嘴微孔中心以便所述显微镜(1)获得所述二次观测图像，并且所述主控系统(3)还用于控制所述旋转载物台(4)转动使得所述喷油嘴的下一个微孔移至所述电子显微镜(1)视野内。

2.根据权利要求1所述的喷油嘴微孔孔形检测系统，其特征在于，所述系统还包括壳(5)，所述旋转载物台(4)和所述电子显微镜(1)安装在所述壳(5)上表面，所述主控系统(3)放置在所述壳(5)内部。