[發明專利]輪轂參數的在線測量方法

有效

• 申請號: 201310020846.7
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103115567A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王磊;胡天林;韓睿;張鳳玲;朱朝軍;彭胤
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/08;G01B11/24;G01B11/26
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及輪轂，尤其是涉及一種輪轂參數的在線測量方法。

背景技術

考慮到駕駛的安全性、舒適性以及汽車輪轂裝配的效率性，對汽車輪轂高的制造要求被提取出來了。而輪轂的偏心距、偏心方向角、中心孔直徑、節圓直徑、螺栓安裝孔的最大位置度及直徑等都是評價輪轂質量的重要參數。

目前，廠家多采用PCD測量盤、PCD量規，要求較高的用三坐標測量儀來測量上述參數。但是PCD測量盤和PCD量規測量精度不高，而三坐標測量儀價格昂貴并且對操作人員要求很高。

周長明在2007年的碩士畢業論文《基于CCD的輪轂安裝孔形位參數測量》上，先通過對輪轂中心孔和所有螺栓安裝孔進行成像，再使用圖像處理技術計算輪轂螺栓安裝孔的圓心坐標和半徑，該方法測量參數有限，精度不高。余紅娟等2008年發表在《科技通報》上論文《數字圖像處理技術在鋁輪轂PCD值檢測中的應用》，通過對輪轂中心孔和所有螺栓安裝孔進行成像，最后通過圖像處理技術計算輪轂的節圓直徑，各孔到輪軸中心的半徑等等。該方法測量參數同樣有限，精度不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輪轂參數的在線測量方法。

本發明包括以下步驟：

1）采集到包括不同輪轂螺栓安裝孔和部分中心孔的轂螺的局部圖像，并記錄每張局部圖像采集前輪轂繞某一固定的旋轉中心轉過的角度；

2）提取每張局部圖像上的中心孔輪廓和螺栓安裝孔輪廓，并計算每張圖片上的中心孔中心；

3）通過步驟2）提取出的中心孔中心擬合出旋轉中心；

4）按照步驟1）記錄的角度逆向旋轉步驟2）提取出來的中心孔輪廓和螺栓安裝孔輪廓拼接出包括完整中心孔和所有螺栓安裝孔的輪轂輪廓圖；

5）從輪轂輪廓圖中計算輪轂中心孔直徑、螺栓安裝孔的節圓直徑、螺栓安裝孔的最大位置度及直徑、輪轂中心孔中心與螺栓安裝孔節圓中心之間的偏心距及偏心方向角。

在步驟1）中，所述輪轂的局部圖像是通過輪轂繞某一固定的旋轉中心轉過一定角度后采集得到。

在步驟2）中，所述提取每張局部圖像上的中心孔輪廓和螺栓安裝孔輪廓，并計算每張圖片上的中心孔中心的方法，可采用邊緣提取的方法提取每張局部圖像中的中心孔輪廓和螺栓安裝孔輪廓，并用圓擬合的方法計算出每張局部圖像中的中心孔中心。

在步驟3）中，所述通過步驟2）提取出的中心孔中心擬合出旋轉中心的方法，可通過對所有局部圖像的中心孔中心進行圓擬合后得到的擬合圓的中心，即旋轉中心。

在步驟4）中，所述拼接出包括完整中心孔和所有螺栓安裝孔的輪轂輪廓圖的方法，可通過圍繞著步驟3）中的旋轉中心逆向旋轉局部圖像采集前輪轂轉過的角度得到的。

在步驟5）中，輪轂偏心距和偏心方向角的計算步驟可為：

（1）把輪轂輪廓圖中的多段中孔輪廓連接成一段完整的中孔輪廓，再對這一段完整的中孔輪廓進行圓擬合，求中孔中心；

（2）用圓擬合的方法擬合螺栓安裝孔輪廓計算出螺栓安裝孔的中心，再用螺栓安裝孔的中心擬合出節圓中心；

（3）計算中孔中心與節圓中心之間的距離，即偏心距；計算由中孔中心指向節圓中心的向量與水平方向的夾角，即為偏心方向角。

在步驟5）中，螺栓安裝孔的最大位置度的計算步驟可為：

（1）以中心孔中心M為圓心，節圓半徑為半徑作圓，記為理想圓，計算出所有螺栓安裝孔的中心，按順時針方向進行排序，記為P₁，P₂，P₃…P_N，任選一個螺栓安裝孔；

（2）求由中孔中心到螺栓安裝孔中心的射線與理想圓的交點，記為第1個理想點A₁；

（3）圍繞著中心孔中心M連續順時針旋轉A₁點N-1次（N為螺栓安裝孔的個數），每次旋轉的角度為360/N,得到其他的N-1個理想點A₂，A₃…A_N；

（4）依次計算螺栓安裝孔中心P₁,P₂，P₃…P_N與A₁A₂，A₃…A_N之間的距離，記為s₁,s₂,…s_N；