[發(fā)明專利]一種基于四元數(shù)奇異值熵指標(biāo)的磨削表面粗糙度檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911092203.7
• 申請(qǐng)日: 2019-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN110793472B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易懷安;趙欣佳;舒愛華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/30
• 分類號(hào): G01B11/30
• 代理公司: 南寧新途專利代理事務(wù)所(普通合伙) 45119
• 代理人: 但玉梅

1.一種基于四元數(shù)奇異值熵指標(biāo)的磨削表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)以彩色光源為參照物，使參照物在一組粗糙度不同的標(biāo)準(zhǔn)試塊表面形成彩色虛像，利用純四元數(shù)Q(x，y)表征彩色虛像任一點(diǎn)(x，y)處的三個(gè)顏色分量，公式如下：

Q(x，y)＝R(x，y)i+G(x，y)j+B(x，y)k

其中，Q(x，y)為彩色圖像純四元數(shù)矩陣；R(x，y)，G(x，y)和B(x，y)是基于矩陣形式的顏色矢量，為實(shí)數(shù)；i、j、k分別代表四元數(shù)的3個(gè)虛部；

(2)對(duì)步驟(1)的純四元數(shù)矩陣進(jìn)行奇異值分解；

(3)截取步驟(2)中的前30個(gè)奇異值，計(jì)算其奇異值熵指標(biāo)；

(4)利用支持向量機(jī)對(duì)奇異值熵指標(biāo)和粗糙度值進(jìn)行訓(xùn)練擬合，從而得到預(yù)測(cè)模型用于預(yù)測(cè)粗糙度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于四元數(shù)奇異值熵指標(biāo)的磨削表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于：步驟(2)具體包括：對(duì)步驟(1)的純四元數(shù)矩陣進(jìn)行奇異值分解，可得奇異值矩陣∑_r＝diag(δ₁，δ₂…δ_r)；對(duì)每個(gè)奇異值進(jìn)行歸一化處理，即

式中，于是有滿足信息熵歸一化條件；根據(jù)信息熵的計(jì)算公式：

令k＝1，構(gòu)造出計(jì)算奇異值熵QE的計(jì)算公式

其中，r為選取的奇異值總數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于四元數(shù)奇異值熵指標(biāo)的磨削表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(1)中獲取彩色虛像采用的裝置包括檢測(cè)平臺(tái)、定制彩色光源、圖像獲取單元和智能終端；

所述檢測(cè)平臺(tái)用于承載待測(cè)物件；

所述定制彩色光源包括燈座、燈珠和方形燈罩，所述燈座表面設(shè)置有方形燈罩；所述圖像獲取單元為相機(jī)，所述定制彩色光源和圖像獲取單元通過支架設(shè)置在檢測(cè)平臺(tái)的上方，且定制彩色光源發(fā)射的光和圖像獲取單元均朝向所述檢測(cè)平臺(tái)上待測(cè)物件的表面，所述方形燈罩的平面中心法線與待測(cè)物件上表面的法線的夾角為θ₁，所述圖像獲取單元的光軸與待測(cè)物件上表面的法線的夾角為θ₂，方形燈罩的平面中心法線與圖像獲取單元的光軸位于待測(cè)物件上表面的法線兩側(cè)，所述θ₁、θ₂均小于90°，且θ₁＝θ₂；

所述圖像獲取元件與所述智能終端連接，所述圖像獲取元件用于獲取定制彩色光源在待測(cè)物表面所成的虛像所對(duì)應(yīng)的圖像，并發(fā)送給所述智能終端；

所述智能終端包括存儲(chǔ)模塊和粗糙度計(jì)算模塊；所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)定制彩色光源的虛像圖像的奇異值熵指標(biāo)與物體表面粗糙度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述粗糙度計(jì)算模塊用于根據(jù)圖像獲取單元獲取的虛像圖像，計(jì)算圖像的奇異值熵指標(biāo)，再根據(jù)存儲(chǔ)模塊所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算待測(cè)物的表面粗糙度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于四元數(shù)奇異值熵指標(biāo)的磨削表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于：所述定制彩色光源包含有2個(gè)或4個(gè)燈珠，每個(gè)燈珠通過相同的方形燈罩獨(dú)立罩住；其中一半為紅色燈珠，一半為綠色燈珠；當(dāng)燈珠數(shù)為2個(gè)時(shí)，設(shè)置一排；當(dāng)燈珠數(shù)為4個(gè)時(shí)，設(shè)置兩排，每排2個(gè)燈珠的方式，且相鄰燈珠的顏色不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于四元數(shù)奇異值熵指標(biāo)的磨削表面粗糙度檢測(cè)方法，其特征在于：該裝置還包括多通路數(shù)顯光源控制器，所述光源控制器的每一通路控制分別其中一個(gè)燈珠，所述光源控制器能夠控制燈珠的亮度。