[發明專利]一種基于傅里葉變換的彈簧節距測量方法

有效

• 申請號: 201811069120.1
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109059790B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 孫維方;向家偉;周余慶;鐘永騰
• 申請（專利權）人: 溫州大學蒼南研究院
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種基于傅里葉變換的彈簧節距測量方法，其特征在于：通過傅里葉變換對光切法獲得的數字影像進行計算并采用熵對其進行節距穩定性評判，包括以下步驟：

步驟1，使用一字線激光沿著彈簧軸向方向進行照射，并使用工業相機對照射區域進行拍攝，將獲取真彩色圖像轉換為灰度圖像；

步驟2，根據激光照射角度提取出線激光在照射區域照亮部分，其余部分置為零值；

步驟3，采用霍夫變換檢測并提取出參數坐標系下交點最多的點，其計算公式為：

loc_r,θ＝{loc_r,θ∈r_m,θ_m s.t.r_m＝M(r),θ_m＝M(θ)},r_m＝x_mcosθ_m+y_msinθ_m

其中，m為圖像中所有點的序號，(x_m,y_m)為圖像坐標系下第m個坐標點，(r_m,θ_m)為參數坐標系下第m個坐標點，M為眾數；

步驟4，將步驟3中得到的loc_r,θ變換回直角坐標系中，其計算公式為：

其中，點(r,θ)為參數坐標系下交點最多的點；

步驟5，根據直線表達式在圖像坐標系中進行均勻取樣；

步驟6，根據圖像對直線所在點進行插值處理；

步驟7，對插值直線進行傅里葉變換并提取出傅里葉頻譜中能量最大位置，則該位置所對應橫坐標即為平均節距大小，其計算公式為：

loc＝{loc∈m s.t.FFT_loc＝max(FFT)},W_N＝e^-j(2π/N)

其中，x(n)為直線中各點灰度值，N為直線采樣點數量；

步驟8，對傅里葉頻譜進行分段，并計算各段熵平均值，其計算公式為：

S_i＝-p_i log₂p_i

其中，S_i為第i段頻譜熵值，m為分段總段數，為各段熵值平均值，p_i為傅里葉頻譜各分段元素出現的概率，最終可以熵平均值進行節距穩定性評判，越小則節距穩定性越好。