专利名称：基于数字图像处理的平垫圈直径测量方法
技术领域：
本发明属于一种无损的平垫圈直径测量方法，无论被测量的平垫圈的生产材料是 钢性，还是柔性的，或是易损的，特别适用于那些在受力情况下会发生形变或损坏平垫圈。
背景技术：
平垫圈一般用在连接件中一个是软质地的，一个是硬质地较脆的，其主要作用是 增大接触面积，分散压力，防止把质地软的压坏。平垫圈在被连接件与坚固之间的零件，一 般为扁平形的金属环，用来保护被连接件的表面不受坚固件擦伤，分散坚固件对被连接件 的压力，因此平垫圈的内径和外径(简称直径，下同)大小直接影响坚固件表面接触面积。平垫圈传统直径测量，人们往往采用游标卡尺、千分尺等工具进行手工测量，这种 测量方法由于平垫圈的生产材料原因、本身的毛刺原因或形状不均勻原因等影响测量结 果，造成测量结果误差较大。

发明内容
本发明的目的是提供一种可以快速测量平垫圈直径的方法，且测量结果精度高， 不会受平垫圈生产材料、本身的毛刺及形状不均勻等原因影响。为了实现上述目的，本发明由一台光学显微镜、数字图像采集器和一台数据处理 器组成，利用程序处理功能自动测量平垫圈内径和外径(简称直径，下同)。该发明的特点 是利用光学显微镜放大平垫圈，获得较高精度的原始光学放大图像，然后由数字图像采集 器将光学图像转换为数字图像，最后经过数据处理器中的程序自动处理，显示测量结果，并 将测量结果数据和标注过的图片生成记录报告。上述具体的方法是
1)根据平垫圈的尺寸范围，设定光学显微镜的放大倍数Z；
2)将平垫圈放到光学显微镜测量平台上；
3)启动数字图像采集器，设定分辨率为r，单位(像素/毫米)；
4)打开数据处理器，输入所测量样品的编号、名称和其他必要的信息；
5)将获得的数字图像进行二值化处理，然后进行边缘检测，识别并提取平垫圈直径轮
廓；
6)由数据处理器在平垫圈内径轮廓上任意取η个测量点，计算每一点至该轮廓上最远 点的距离分别为 …t ι则自动测量平垫圈内径的尺寸为冬，
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其中冬为平垫圈的内径，η为测量次数，Z为光学显微镜放大倍数，r为数字图像采集 器分辨率。
7)由数据处理器在平垫圈外径轮廓上任意取m个测量点，计算每一点至该轮廓上 最远点的距离分别为< ,d2……力……dw ,则自动测量平垫圈内径的尺寸为,
其中4为平垫圈的外径，m为测量次数，Z为光学显微镜放大倍数，r为数字图像采集 器分辨率。8)将测量结果数据和标注过的图片生成记录报告。


图1是平垫圈直径图示 图2是平垫圈轮廓图示 图3是本发明流程图
具体实施例方式下方结合说明书附图和实施步骤对本发明作进一步详细阐述，但以下叙述不能理 解为对本发明的限制。本发明根据平垫圈的大小以及测量精度要求，设定光学显微镜的放大倍数Z，然后 将被测样品放置至光学显微镜测量平台上，启动数字图像采集器，并根据显微镜放大后光 学图像大小设定数字图像采集器分辨率r，同时打开数据处理器，输入所测量样品的编号、 名称和其他必要的信息即可，本发明的方法自动对样品进行测量并得出结果数据，经系统 专家软件分析数字图像采集器所获得的数字图像，然后对数字图像进行二值化处理，边缘 检测，识别并提取平垫圈直径轮廓，最后经过数据分析处理后自动生成测量记录报告，即测
得如附图1所示平垫圈的内径冬和外径^^。本发明的具体实施步骤如附图3所示，描述如下
1)打开光学显微镜，若有必要可对光学显微镜进行自检；
2)根据被测量样品规格设定光学显微镜的放大倍数Z，该参数亦可在打开数据处理器 后由其通过系统专家软件分析，提供放大倍数参考值进行设定；
3)将平垫圈放置于显微镜测量平台适当位置，具体位置以成像居中为宜，一般选择放 在测量平台中央位置；
4)启动数字图像采集器；
5)设定数字图像采集器分辨率为r，r的值可根据Z的大小、被测量样品规格来设定， 亦可在打开数据处理器后由其通过系统专家软件分析，提供分辨率参考值进行设定；
6)启动数据处理器；
7)输入测量样的编号、名称，系统专家软件自动检测手动设定光学显微镜放大倍数Z 和数字图像采集器分辨率r是否合理，若不合理则提示并给出参考值；
8)采集样品数字图像；
9)数据处理器对步骤8)所获得数字图像进行二值化处理，该步骤首先实施滤波，以降低像素的噪声，如有必要，则再以线性化来改变像素的灰度值分布图，并加强明暗对比，然 后设定一个灰度值，如果是数字图像某一点像素本身灰度大于它，则将该点像素设为白点， 否则设为黑点，如此可得到一个黑白二元的数字图像；
10)数据处理器对步骤9)所获得黑白二元的数字图像进行边缘检测；
11)根据步骤10)边缘检测结果提取平垫圈轮廓图，如附图2所示；
12)由数据处理器在平垫圈内径轮廓上任意取η个测量点，计算每一点至该轮廓上最
远点的距离分别为<，4 …基 ^则自动测量平垫圈内径的尺寸为冬，计算公式为 式(1)
1
其中Srt为平垫圈的内径，η为测量次数，Z为光学显微镜放大倍数，r为数字图像采集 器分辨率。由数据处理器在平垫圈外径轮廓上任意取m个测量点，计算每一点至该轮廓上 最远点的距离分别为之，《……< …‘则自动测量平垫圈内径的尺寸为^^ ,计算公 式为式(2)
ι m
-Tdi
,mji *(2)
其中^^为平垫圈的外径，m为测量次数，Z为光学显微镜放大倍数，r为数字图像采集 器分辨率；
13)将测量结果数据和标注过的图片生成记录报告；
14)数据处理器提示检测人员是否继续测量其他平垫圈；
15)如果需要测量其他平垫圈直径，则重复(3)-(15)步骤或(2)- (15)步骤，否则结 束测量。
权利要求
一种基于数字图像处理的平垫圈直径测量方法，由一台光学显微镜、数字图像采集器和一台数据处理器组成，利用程序处理功能自动测量平垫圈内径和外径(简称直径，下同)。该发明的特点是利用光学显微镜放大平垫圈，获得较高精度的原始光学放大图像，然后由数字图像采集器将光学图像转换为数字图像，最后经过数据处理器中的程序自动处理，显示测量结果，并将测量结果数据和标注过的图片生成记录报告。
2.如权利要求1所述，该发明具体实现的步骤如下1)根据平垫圈的尺寸范围，设定光学显微镜的放大倍数Z；2)将平垫圈放到光学显微镜测量平台上；3)启动数字图像采集器，设定分辨率为r，单位(像素/毫米)；4)打开数据处理器，输入所测量样品的编号、名称和其他必要的信息；5)将获得的数字图像进行二值化处理，然后进行边缘检测，识别并提取平垫圈直径轮廓；6)由数据处理器在平垫圈内径轮廓上任意取η个测量点，计算每一点至该轮廓上最远 点的距离分别为d,,d2……d,……《，则自动测量平垫圈内径的尺寸为冬,其中冬为平垫圈的内径，η为测量次数，Z为光学显微镜放大倍数，r为数字图像采集 器分辨率。7)由数据处理器在平垫圈外径轮廓上任意取m个测量点，计算每一点至该轮廓上最远 点的距离分别为4,之·…、…Ws,则自动测量平垫圈内径的尺寸为,其中^l·为平垫圈的外径，m为测量次数，Z为光学显微镜放大倍数，r为数字图像采集 器分辨率。8)将测量结果数据和标注过的图片生成记录报告。
全文摘要
基于数字图像处理的平垫圈直径测量方法，本发明利用一台光学显微镜、数字图像采集器和一台数据处理器，利用程序处理功能自动测量平垫圈内径和外径(简称直径，下同)。该发明的特点是利用光学显微镜放大平垫圈，获得较高精度的原始光学放大图像，然后由数字图像采集器将光学图像转换为数字图像，最后经过数据处理器中的程序自动处理，显示测量结果，并将测量结果数据和标注过的图片生成记录报告。由于本发明采用光学显微镜放大获得平垫圈的原始光学放大图像，生成的数字图像失真小，精度高；通过数据处理器程序自动处理，可通过循环测量方法，增加测量采样数量，提高测量精度。本发明方法实现简单，测量速度快，测量结果可靠、精度高。
文档编号G01B11/12GK101907447SQ20101024075
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者胡众义 申请人:胡众义