[發(fā)明專利]基于數(shù)字圖像處理的磨損原位測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210076357.9
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102607977A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武通海;彭業(yè)萍;張小剛;張樂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種可視化磨損原位測量裝置，其特征在于：包括底板、水平位移裝置、垂直位移裝置、半圓弧槽過渡板、支撐架和數(shù)字顯微鏡；所述底板用于連接支撐整個測量裝置并固定到摩擦磨損試驗機上；所述底板上，設(shè)有由大直線導(dǎo)軌、大絲杠、大絲杠螺母、大旋鈕、大軸承以及軸承座組成的所述水平位移裝置；所述的大絲杠螺母上設(shè)有支柱；所述支柱右側(cè)，設(shè)有由小直線導(dǎo)軌、小絲杠、小絲杠螺母、小旋鈕、小軸承以及頂板組成的所述垂直位移裝置；所述的垂直位移裝置右側(cè)設(shè)有半圓弧槽過渡板；所述過渡板右側(cè)設(shè)有支撐架，用于支撐數(shù)字顯微鏡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述支撐架可以沿著過渡板上的半圓弧槽進行旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)數(shù)字顯微鏡的180°旋轉(zhuǎn)。

3.一種如權(quán)利要求1所述的測量裝置所采用的基于數(shù)字圖像處理的磨痕測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)獲取單位長度所對應(yīng)的像素點個數(shù)，記為A；

2)根據(jù)顏色的HIS模型，對磨痕M×N圖像進行灰度化處理，得到每個像素點的灰度值，M為所述圖像的寬度、N為所述圖像的高度；

3)運用最佳閾值分割迭代解法對磨痕M×N圖像進行分割，即對圖像進行二值化處理；

4)采用Radon變換對步驟3)得到的二值圖像進行任意角度投影，得到磨痕圖像灰度累加值的一維曲線；對比所有角度投影得到累加值，最大累加值R_max對應(yīng)的角度θ即為圖像傾斜角度；

5)運用最小二乘法對θ角投影得到的曲線進行三次樣條擬合，得到連續(xù)可微的曲線；

6)對所述曲線求灰度梯度幅度，得到梯度幅度的一維曲線；

7)根據(jù)梯度幅度的一維曲線找到梯度幅度的最大值點和最小值點，兩點之間的距離即為磨痕寬度對應(yīng)的像素點個數(shù)，記為P；

8)在圖像上垂直于磨痕的方向，手動繪制左邊界與右邊界之間的垂直線，得到兩邊界之間的像素點個數(shù)，記為Q；與P進行比較，判斷結(jié)果的準確度；

9)根據(jù)標尺圖像上每單位長度對應(yīng)的像素點個數(shù)A，得到磨痕的實際寬度值：P/A；

10)對所測量的磨痕寬度值進行存儲。