[發(fā)明專利]一種基于傅里葉變換的彈簧節(jié)距測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811069120.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109059790B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫維方;向家偉;周余慶;鐘永騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)蒼南研究院
• 主分類號(hào): G01B11/14
• 分類號(hào): G01B11/14
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

本發(fā)明公開了一種基于傅里葉變換的彈簧節(jié)距測(cè)量方法，包括以下步驟：1、用激光沿著彈簧軸向方向進(jìn)行照射，用工業(yè)相機(jī)對(duì)照射區(qū)域進(jìn)行拍攝，將獲得的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；2、提取出激光在照射區(qū)域照亮的部分；3、采用霍夫變換檢測(cè)并提取出參數(shù)坐標(biāo)系下交點(diǎn)最多的點(diǎn)；4、將步驟3中得到的表達(dá)式變換回直角坐標(biāo)系中；5、根據(jù)直線表達(dá)式在圖像坐標(biāo)系中進(jìn)行取樣；6、對(duì)取樣點(diǎn)插值處理；7、對(duì)插值直線進(jìn)行傅里葉變換并提取出傅里葉頻譜中能量最大位置；8、計(jì)算熵值。本發(fā)明的有益效果是用傅里葉變換計(jì)算出平均節(jié)距大小，實(shí)現(xiàn)快速高效準(zhǔn)確的測(cè)量彈簧節(jié)距，并且能夠根據(jù)傅里葉頻譜計(jì)算熵值從而評(píng)價(jià)彈簧節(jié)距的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種基于傅里葉變換的彈簧節(jié)距測(cè)量方法。

背景技術(shù)

目前大多數(shù)廠家在檢測(cè)彈簧節(jié)距時(shí)還是人工采用游標(biāo)卡尺等工具進(jìn)行測(cè)量，這類傳統(tǒng)的測(cè)量方法不僅效率低還誤差大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量效率高且準(zhǔn)確率高的彈簧節(jié)距測(cè)量方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于傅里葉變換的彈簧節(jié)距測(cè)量方法，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(jìn)行照射，并使用工業(yè)相機(jī)對(duì)照射區(qū)域進(jìn)行拍攝，將獲取真彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；

步驟2，根據(jù)激光照射角度提取出線激光在照射區(qū)域照亮部分，其余部分置為零值；

步驟3，采用霍夫變換檢測(cè)并提取出參數(shù)坐標(biāo)系下交點(diǎn)最多的點(diǎn)，其計(jì)算公式為：

loc_r,θ＝{loc_r,θ∈r_m,θ_ms.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(diǎn)的序號(hào)，M為眾數(shù)；

步驟4，將步驟3中得到的loc_r,θ變換回直角坐標(biāo)系中，其計(jì)算公式為：

步驟5，根據(jù)直線表達(dá)式在圖像坐標(biāo)系中進(jìn)行取樣；

步驟6，使用直線插值方法對(duì)取樣點(diǎn)進(jìn)行亞像素插值處理；

步驟7，對(duì)插值直線進(jìn)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(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)即為平均節(jié)距大小，其計(jì)算公式為：

其中，x(n)為直線中各點(diǎn)灰度值，N為直線采樣點(diǎn)數(shù)量；

步驟8，對(duì)傅里葉頻譜進(jìn)行分段，并計(jì)算各段熵總和，其計(jì)算公式為：

以熵總和進(jìn)行節(jié)距穩(wěn)定性評(píng)判，p_i為傅里葉頻譜各分段元素出現(xiàn)的概率，越小則節(jié)距穩(wěn)定性越好。

本發(fā)明的有益效果是通過(guò)使用一字線激光沿著彈簧軸向方法進(jìn)行照射并拍攝，其次選擇評(píng)價(jià)區(qū)域，進(jìn)而采用霍夫變換提取直線并插值，最后使用傅里葉變換計(jì)算出平均節(jié)距大小，實(shí)現(xiàn)快速高效準(zhǔn)確的測(cè)量彈簧節(jié)距，并且能夠根據(jù)傅里葉頻譜計(jì)算熵值從而評(píng)價(jià)彈簧節(jié)距的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例獲得的灰度圖像；

圖2為去除背景色后的數(shù)字圖像；

圖3為霍夫變換參數(shù)空間；

圖4為直角坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的直線；

圖5為傅里葉頻譜；