基于图像处理技术的齿轮参数测量研究

作     者：马科研 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高宗海;李大成

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：图像处理 小模数齿轮 齿形误差 亚像素 坐标转换 

摘      要：本文提出基于图像处理技术的齿轮参数测量方法,主要介绍了齿轮齿形误差的图 像测量方法及测量数学模型。尤其对尺寸较小的小模数齿轮,该方法可以实现非接触 测量,能够解决传统测量方法中许多不便解决的难题。 文中分三部分对课题的研究过程进行论述,首先论述了齿轮图像采集和齿廓图像 处理部分,介绍了图像处理中预处理、边缘检测和边缘提取方法,以及为了解决常用 算法提取曲线精度不高的问题而设计的边缘曲线拟合算法。其次讨论在整个测量系统 建立合理的坐标系,在分析传统齿形误差的测量方法和测量过程的基础上建立测量数 学模型,确定坐标系间的相互转换关系和像素点与实际尺寸的对应关系,完成了整个 测量过程的设计;对齿廓分幅摄像、处理,再采用图像拼接技术实现图像拼接,从而 更全面准确地反映整个齿廓的特征信息。最后讲述测量过程,按照齿轮齿形误差的定 义和测量规程,在建立的模型和坐标系上实现计算机自动分析和处理齿形误差实验数 据;通过分析影响测量精度的主要因素和误差处理结果,对图像测量系统和数据处理 方法做出综合评价。 大量实验表明,图像法测量齿轮参数,用摄像头调焦瞄准代替目视瞄准且用软件 算法自动判读,减少一般测量中为获得相应齿轮展开角信息而进行的角度调整,展开 角可以更加细化,比传统方法增加测量点,更真实地反映渐开线齿廓的实际情况;可 摘要 以减小仪器本身的瞄准误差、角度和坐标的读数误差,减小测试人员的主观误差和工 作强度。图像测量系统和数据处理方法的探讨对其它几何量的测量也有借鉴价值。 关键词:图像处理;小模数齿轮;齿形误差;亚像素;坐标转换