上下边缘区分的平面钣金零件尺寸测量方法

耿磊; 叶琨; 肖志涛; 李月龙; 邱玲

doi:10.3788/IRLA201645.0617010

上下边缘区分的平面钣金零件尺寸测量方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617010

耿磊¹,
叶琨¹,
肖志涛^1, ,,
李月龙²,
邱玲¹

1.
天津工业大学电子与信息工程学院,天津 300387;
2.
天津工业大学计算机科学与软件学院,天津 300387

基金项目:

国家自然科学基金(61302127,61102150);天津市科技支撑计划(14ZCZDGX00033)

详细信息

作者简介:
耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

通讯作者: 肖志涛(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事图像处理与模式识别方面的研究。Email:xiaozhitao@tjpu.edu.cn

中图分类号: TP391

Measuring method for planar sheet metal parts based on upper and lower edges distinguish algorithm

1.
School of Electronics and Information Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China;
2.
School of Computer Science & Software Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China

摘要: 针对钣金零件轮廓尺寸高精度测量面临尺度增大造成的测量精度下降问题,提出了准确获取零件上表面的边缘方法和厚度转换模型。首先,结合光学成像理论分析了背光光源下不同厚度钣金零件的边缘特性,提出厚度零件具有上下边缘特征,然后根据平板零件图像的边缘分布特征,采用Canny算子初定位边缘,用多项式拟合算法实现亚像素边缘精确提取,对含有上下边缘的轮廓提出平均距离法获得上表面边缘,并针对厚度引入的误差提出了厚度转换模型进行边缘修正,获取零件在标定平面上的真实边缘,最终结合标定数据求取零件尺寸。实验结果表明,在10.75 m2的视场内,1~5 mm厚、500 mm500 mm零件的测量精度达到了0.05 mm,满足了钣金加工测量的需求。
- 尺寸测量 /
- 钣金 /
- 亚像素 /
- 上下边缘 /
- 厚度转换
Abstract: In order to improve the measurement accuracy of planar sheet metal parts when the measurement scales increase, upper and lower edge distinguishing method and thickness converting model were proposed. Firstly, edge distribution characteristics of parts image which include upper edges and lower edges were proposed by analyzing the edge feature of different thickness of metal parts placed in back-lighting. Sub-pixel edges of parts were extracted by the Canny and polynomial fitting algorithm. Then, upper or lower edges were distinguished by distance-mean method. Finally, accurate edges on the calibration plane were located basing on thickness converting model. Dimensional measuring of metal part could be calculated using the calibration data. Experimental result shows that the precision of the 1-5 mm thickness and 500 mm500 mm parts in the range of 10.75 m2 is up to 0.05 mm. It can satisfy the requirement of the sheet metal cutting measurement.
- dimensional measurement /
- sheet metal parts /
- sub-pixel /
- upper and lower edge /
- thickness converting

[1]	Cai Yan, Ye Lianxiang, Sun Dawei, et al. Non-contact measurement for outside screw based on a modified sub-pixel edge detection algorithm of Zernike moments[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2014, 48(10):1468-1472. (in Chinese)蔡艳, 叶连祥, 孙大为, 等. 基于改进的Zernike矩亚像素边缘提取算法外螺纹非接触测量[J]. 上海交通大学学报, 2014, 48(10): 1468-1472.
[2]	Ye J, Fu G, Poudel U P. High-accuracy edge detection with blurred edge model[J]. Image and Vision Computing, 2005, 23: 453-467.
[3]	Xu Zhongyu, Ning Chuang. Sub-pixel edge detection based on orthogonal polynomial fitting[J]. Journal of Convergence Information Technology, 2013, 8(4): 280-286.
[4]	Wang Xijun. Computation and comparison of laser speckle with sub-pixel measurement methods[J]. Chinese Optics, 2012, 6(5): 652-657. (in Chinese)王希军. 激光散斑的亚像素位移法计算及比较[J]. 中国光学, 2012, 6(5): 652-657.
[5]	Chen Kuo, Feng Huajun, Xu Zhihai, et al. Sub-pixel location algorithm for planetary center measurement[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(7): 1881-1890. (in Chinese)陈阔, 冯华君, 徐之海, 等. 亚像素精度的行星中心定位算法[J]. 光学精密工程, 2013, 21(7): 1881-1890.
[6]	Fei Hao, Shi Jinfei, Zhang Zhisheng, et al. Canny edge detection enhancement by general auto-regression model and bi-dimensional maximum conditional entropy[J]. International Journal for Light and Electron Optics, 2014, 125(15): 3946-3953.
[7]	Xu Peng, Wang Jianye, Wang Yanru. Calculation exact center coordinate of a target circle in camera calibration[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(7): 1342-1346. (in Chinese)徐鹏, 汪建业, 王燕儒. 摄像机标定中靶标圆心像点坐标的精确计算[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(7): 1342-1346.
[8]	Jung Youeyun, Lee Dongjin, Bang Hyochoong. Study on ellipse fitting problem for vision-based autonomous landing of an UAV[C]//14th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS), 2014: 1631-1634.
[9]	Wei Ling, Zeng Tao, Lu Yanhua, et al. A fast ellipse center computation algorithm for optical power-meter[J]. Opto-Electronic Engineering, 2012, 39(12): 26-31. (in Chinese)魏凌, 曾滔, 陆艳华, 等. 一种用于光焦度计的椭圆中心快速计算方法[J]. 光电工程, 2012, 39(12): 26-31.
[10]	Wu Xiao. Positioning system of LED chips based on ellipse[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(S1): 98-102. (in Chinese)吴晓. 一种LED芯片椭圆定位方法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(S1): 98-102.

[1]	何涛, 沈中华, 陈飞, 陈力. 脉冲红外热波用于半透明涂层厚度测量 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210890-1-20210890-8. doi: 10.3788/IRLA20210890
[2]	刘煦, 李云铎, 叶联华, 黄张成, 黄松垒, 方家熊. 单光子探测InGaAs雪崩焦平面像素级高分辨率低误码时间数字转换电路 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210009-1-20210009-9. doi: 10.3788/IRLA20210009
[3]	姜宏志, 李宇曦, 赵慧洁. 单像素成像在三维测量中的应用 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303017-0303017-9. doi: 10.3788/IRLA202049.0303017
[4]	赵媛媛, 肖作江, 梁旭. 基于光谱干涉技术的玻璃厚度及折射率测量方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0213004-0213004. doi: 10.3788/IRLA202049.0213004
[5]	谷伟, 张锦岚, 彭亮, 曹为午, 邓海华, 陶文铨. 不同尺寸、形状和组成的金纳米颗粒的光热特性：在癌症治疗中的应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1121005-1121005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1121005
[6]	赵亚迪, 曹晓华, 陈波, 孙天齐. 数字全息亚像素位移综合孔径方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 626002-0626002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0626002
[7]	李飞胤, 马少杰, 满晓飞. 高冲击复杂动态运动的非接触式测量方法及试验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 138-146. doi: 10.3788/IRLA201847.S117001
[8]	李晓捷, 王佳, 耿磊, 叶琨. 边缘恢复的大尺寸平面零件测量方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 417006-0417006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0417006
[9]	许幸芬, 曹益平, 付光凯, 陈澄, 王亚品. 归一化等相面的在线三维测量像素匹配方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 717004-0717004(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0717004
[10]	雷李华, 李源, 蔡潇雨, 魏佳斯, 傅云霞, 邵力. 基于变速扫描技术的大尺寸台阶测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 717003-0717003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0717003
[11]	胡雄超, 毛晓楠, 吴永康, 闫晓军, 余路伟, 王兆龙. 基于亚像元坐标的像素频率误差补偿方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 717006-0717006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0717006
[12]	刘巍, 张洋, 高鹏, 杨帆, 兰志广, 李晓东, 贾振元, 高航. 结合分层处理的激光光条亚像素中心提取方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017010-1017010(8). doi: 10.3788/IRLA201778.1017010
[13]	肖文健, 马东玺, 陈志斌, 张勇, 肖程, 秦梦泽. 大尺寸空间角测量系统光轴指向不确定度评定 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118004-1118004(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1118004
[14]	刘海庆, 杨凌辉, 任永杰, 邾继贵. 基于正交柱面成像相机的大尺寸三维坐标测量 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1117002-1117002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1117002
[15]	刘杰, 李华, 付西红. 大尺寸筒状设备圆度误差测量系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 117005-0117005(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0117005
[16]	肖志涛, 朱莎莎, 耿磊, 李月龙, 刘文超, 叶琨. 深度约束的零件尺寸测量系统标定方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2831-2836.
[17]	何帆, 白剑, 侯西云. 基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2825-2830.
[18]	肖志涛, 卢晓方, 耿磊, 张芳, 吴骏, 李月龙, 郎建业, 甘鹏, 刘洋. 基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 225-230.
[19]	关丛荣, 金伟其, 王吉晖. 小波变换在显微热图像位移估计中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2780-2785.
[20]	张景超, 闫玺, 朱艳英, 李潮洋, 李贺光, 胡学良. 激光双路对称透射法在线测量平板玻璃厚度 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2812-2816.

点击查看大图

计量

文章访问数: 341
HTML全文浏览量: 30
PDF下载量: 150
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

上下边缘区分的平面钣金零件尺寸测量方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617010

作者简介:
耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

通讯作者: 肖志涛(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事图像处理与模式识别方面的研究。Email:xiaozhitao@tjpu.edu.cn

Measuring method for planar sheet metal parts based on upper and lower edges distinguish algorithm

计量

上下边缘区分的平面钣金零件尺寸测量方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617010

1. 天津工业大学电子与信息工程学院,天津 300387;

2. 天津工业大学计算机科学与软件学院,天津 300387

作者简介:
耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

通讯作者: 肖志涛(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事图像处理与模式识别方面的研究。Email:xiaozhitao@tjpu.edu.cn

English Abstract

Measuring method for planar sheet metal parts based on upper and lower edges distinguish algorithm

1. School of Electronics and Information Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China;

2. School of Computer Science & Software Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China

全文HTML

目录

留言板

上下边缘区分的平面钣金零件尺寸测量方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617010

作者简介: 耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

通讯作者: 肖志涛(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事图像处理与模式识别方面的研究。Email:xiaozhitao@tjpu.edu.cn

Measuring method for planar sheet metal parts based on upper and lower edges distinguish algorithm

计量

出版历程

上下边缘区分的平面钣金零件尺寸测量方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617010

1. 天津工业大学 电子与信息工程学院,天津 300387; 2. 天津工业大学 计算机科学与软件学院,天津 300387

作者简介: 耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

通讯作者: 肖志涛(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事图像处理与模式识别方面的研究。Email:xiaozhitao@tjpu.edu.cn

English Abstract

Measuring method for planar sheet metal parts based on upper and lower edges distinguish algorithm

1. School of Electronics and Information Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China; 2. School of Computer Science & Software Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China

全文HTML

目录

作者简介:
耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

1. 天津工业大学电子与信息工程学院,天津 300387;

2. 天津工业大学计算机科学与软件学院,天津 300387

作者简介:
耿磊(1982-),男,副教授,硕士生导师,主要从事测试计量技术及仪器方面的研究。Email:genglei@tjpu.edu.cn

1. School of Electronics and Information Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China;

2. School of Computer Science & Software Engineering,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China