专利名称：复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法
技术领域：
本发明涉及一种廓型检测方法。
技术背景在Elid (在线电解修整)成形磨削过程中，金属结合剂金刚石砂 轮的廓型对磨削效果有着直接的影响，所以用于测量复杂型面金属结 合剂金刚石砂轮廓型的检测方法非常重要。一般砂轮廓型检测方法有激光检测技术、超声检测技术，但是这 些技术都由于自身局限性，而不能很好的满足要求，例如，激光检测 装置价格昂贵，超声法需要除去表面氧化膜。这样就造成了这些检测 技术无法快速、经济的检测砂轮廓型。 发明内容为了克服已有的砂轮廓型检测方法的速度慢、成本高的不足，本 发明提供一种快速性好、成本低的复杂型面金属结合剂金刚石廓型检 测方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法，所述检测方法通 过CCD高倍相机对砂轮磨削过的铝片进行图像采集，然后通过matlab 算法对图像进行去噪处理，并用canny算子对图像进行边缘检测，最 后将设计图和边缘检测得到图像进行比较，实时检测砂轮整形情况。进一步，去噪的具体过程包括先用中值滤波滤除图像中的椒盐 噪声，再用自适应wiener2滤波滤除图像中的高斯噪声。再进一步，利用设计图和砂轮的参数进行比对，所述参数包括距 离和角度。本发明的技术构思为先要用CCD高倍相机对砂轮进行高清图像 采集，而后要对图像进行噪声处理，边缘检测如果噪声过多，算子就 会把噪声算进边缘线中，将设计图像和边缘检测结果对比时一定要注 意两个图像的比例大小，利用设计图和砂轮的各个参数进行对比，这 些参数包括距离和角度。该发明检测速度快，对测量环境要求不高，利用电脑软件对砂轮边缘检测，减少了人为参与的误差，利用CCD高倍相机可以重复的拍摄，非常的经济。本发明的有益效果主要表现在1、能快速的检测出金属结合剂 金刚石砂轮的表面廓型，同时能对比分析误差；2、成本低；3、该方 法精度很高，角度误差能达到0.1。。
图1是检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1， 一种复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法，所述检测方法通过CCD高倍相机对砂轮磨削过的铝片进行图像采集，然 后通过matlab算法对图像进行去噪处理，并用canny算子对图像进行 边缘检测，最后将设计图和边缘检测得到图像进行比较，实时检测砂 轮整形情况。进一步，去噪的具体过程包括先用中值滤波滤除图像中的椒盐 噪声，再用自适应wiener2滤波滤除图像中的高斯噪声。中值滤波是一种非线性信号处理方法，它可以克服线性滤波如最 小均方滤波、均值滤波给图像边缘带来的模糊，从而获得较为满意的 复原效果.它在实际运算中不需要图像的统计特性，这也带来很多方便. 其原理非常简单，就是对一个滑动窗口内所有像素灰度值排序，并用 其中值代替窗口中心像素的灰度值.对于给定的n个数值&，"2" ，" ]，将他们按大小有序排列.当n为奇数时，位于中间位置的那个数值称为 这n个数值的中值；当n为偶数时，位于中间位置的两个数值的平均 值称为这n个数值的中值.对于均值为o的正态分布噪声输入，中值滤波输出的噪声方差"2近似为<formula>formula see original document page 5</formula>式中， 一为输入噪声方差，m为中值滤波窗口长度，^为输入噪 声均值，y(一为输入噪声密度.由公式(1)可见，中值滤波的输出与 输入噪声密度有关.中值滤波的方法能较好的保护边界，对于滤除图像的椒盐噪声非 常有效，但有时会失掉图像中的细线和小块的目标区域.自适应Wiener2滤波Wiener2滤波函数采用的算法是首先估计 出像素的局部矩阵和方差<formula>formula see original document page 5</formula>)^是图像中每个像素的M*N的邻域.然后，对每一个像素利用Wiener2滤波器估计出其灰度值 其中^是图像中噪声的方差.Wiener2函数通常对含有高斯噪声的图像滤波效果较好. 3 Canny边缘检测所谓边缘是指局部图像范围内灰度的急剧变化点的集合，是由灰 度的不连续性来反映的，在去噪平滑后往往损失了这些信息中的一些 信息，所以要通过融合来补充.边缘检测的基本思想是首先利用边缘增强算子，突出图像中的局 部边缘，然后定义像素的"边缘强度"，通过设置门限的方法提取边缘 点集.在众多边缘检测算法中，Canny算法得到了广泛的运用，这主要 是因为它提供了迄今为止定义最为严格的边缘检测的3个标准，另外 就是其相对简单的算法使得整个过程可以在短时间内实现。Canny的 边缘检测原理评价边缘检测性能优劣的3个指标如下(1)好的信噪比，即非边缘点判为边缘点或将边缘点判为非边缘 点的概率低；新噪比的数学表达式为<formula>formula see original document page 6</formula>式中f(X)——边界为[-W,+W]的滤波器脉冲响应，E(X)——边缘，",-高斯噪声的均方根。若信噪比大，则边缘提取质量好。(2)好的定位性能，即检测出的边缘点要尽可能在实际边缘中心；定 位性能的数学表达式为<formula>formula see original document page 7</formula>(6)式中f(-x) ， /(x)——￡ (-x)和/(x)的一阶导数。如果满足此准则， 那么边缘定位精度就高。求取(5)和(6)式的乘积最大值，是设计 最佳算子的基础。此外，还应满足多重响应约束条件。(3)对单一边缘具有惟一响应，且对虚假边缘响应应得到最大 抑制。这要求在f对噪音的响应中，两个相邻最大值间的距离为 U/0，/的零交叉点平均距离为xJ()。两者关系为<formula>formula see original document page 7</formula>(7)式中a是小于l的常数，而<formula>formula see original document page 7</formula>若满足此准则，就能保证单边缘只有一个响应。 最后，用泛函求导方法推导出高斯函数的一阶导数，此即为该最 佳函数的最好近似。检测是一种比较新的边缘检测方法，主要是寻找图像梯度的局部极大值.梯度用高斯滤波器的导数来计算，使用两个阀值分别检测强边 缘和弱边缘，而且仅当弱边缘和强边缘相连时，弱边缘才会包含在输 出中.这种方法不易受噪声的干扰，能够检测到真正的弱边缘，在噪声抑制和边缘检测之间取得很好的平衡效果，得到了越来越广泛的应用.利用设计图和砂轮的参数进行比对，所述参数包括距离和角度。 本实施例中，由于砂轮本身难以测量，所以使用整形好的金属结合剂金刚石砂轮对铝片进行Elid加工，得到加工后的铝片图像，并用SVM-208型CCD高倍相机进行拍摄，得到铝片图像。再用matlab中 的Canny算子对铝片图像进行边缘检测处理。将处理后的图和设计图进行比较，整形后砂轮廓型和设计工件廓 型拟合度很好，通过对比设计工具电极廓型和整形后砂轮拟合线，角 度误差分别是G，"。和^。；砂轮顶部同时受到工具电极两边的电火花 整形，所以蚀除非常严重，经过检测和计算，砂轮顶部与设计工件廓 型相比多蚀除了 0.15mm，说明利用铜鸨电极对铸铁基金刚石砂轮进 行仿形法电火花精密整形取得了非常良好的效果。本实施例能将CCD高倍相机对准砂轮整形处，进行实时图像采 集，然后和原设计图像进行对比，就可以实时观测砂轮整形情况，而 无需停机检测。
权利要求
1. 一种复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法，其特征在于所述检测方法通过CCD高倍相机对砂轮磨削过的铝片进行图像采集，然后通过matlab算法对图像进行去噪处理，并用canny算子对图像进行边缘检测，最后将设计图和边缘检测得到图像进行比较，实时检测砂轮整形情况。
2、 如权利要求1所述的复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法，其 特征在于去噪的具体过程包括先用中值滤波滤除图像中的椒盐噪 声，再用自适应wiener2滤波滤除图像中的高斯噪声。
3、 如权利要求1或2所述的复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法， 其特征在于利用设计图和砂轮的参数进行比对，所述参数包括距离 和角度。
全文摘要
一种复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法，所述检测方法通过CCD高倍相机对砂轮磨削过的铝片进行图像采集，然后通过matlab算法对图像进行去噪处理，并用canny算子对图像进行边缘检测，最后将设计图和边缘检测得到图像进行比较，实时检测砂轮整形情况。本发明提供一种快速性好、成本低的复杂型面金属结合剂金刚石廓型检测方法。
文档编号G01B11/24GK101266140SQ200810061409
公开日2008年9月17日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者璟 张, 伟 李, 耿宝功, 马树林 申请人:浙江工业大学