基于图像的指示光栅间隙检测方法
【专利摘要】基于图像的指示光栅间隙检测方法涉及在线检测的【技术领域】，该方法解决现有光栅线位移传感器指示光栅间隙检测时判断不准确，效率低的问题。该方法包括如下步骤：Sobel对成像在CCD相机接收面上的图像进行边缘检测，并进行梯度计算；对梯度图像自动阈值分割和二值化；最小值滤波降低梯度二值图像噪声；通过处理后的图像，判断指示光栅间隙，实现指示光栅间隙检测方法。本发明提高了光栅线位移传感器指示光栅间隙监测的精度和检测效率，为控制光栅线位移传感器正常并可靠地工作提供了保障；同时，本发明的检测方法属于非接触检测方法，不会损伤指示光栅的表面，在照明光不均匀情况下也能够顺利检测指示光栅间隙。
【专利说明】基于图像的指示光栅间隙检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在线检测的【技术领域】，具体涉及基于图像的指示光栅间隙检测方法。
【背景技术】
[0002] 在光栅位移传感器中，指示光栅和主光栅之间有一个很小的合适的间隙，间隙过 小，两个光栅会发生磨损而导致测量过程失效，光栅间隙过大，则使其输出信号发生异常。 合适的光栅间隙是保证光栅线位移传感器正常工作的重要条件之一。在指示光栅部件装配 的过程中，两个光栅间隙的检测是非常重要的一个环节。目前最常用的光栅间隙检测方法 有两种，一种是塞尺法，另一种是光线照明、人眼观察法。这两种方法都是依靠人的感觉来 判断光栅间隙的大小，效率低，判断不准确。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于图像的光栅线位移传感 器指示光栅间隙在线检测方法，该方法解决现有光栅线位移传感器指示光栅间隙检测时判 断不准确，效率低的问题。
[0004] 本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0005] 基于图像的指示光栅间隙检测方法，该方法包括如下装置：光源、间隔反射玻璃、 指示光栅和CCD相机；光源发出的光倾斜地照向间隔反射玻璃，一部分光线由间隔反射玻 璃反射，另一部分经过间隔反射玻璃后由指示光栅反射，两束反射光由CCD相机接收并成 像在CCD相机接收面上；其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0006] 步骤一 =Sobel对成像在CXD相机接收面上的图像进行边缘检测，并进行梯度计 算；
[0007] 步骤二：对梯度图像自动阈值分割和二值化；
[0008] 步骤三：最小值滤波降低梯度二值图像噪声；
[0009] 步骤四：通过处理后的图像，判断指示光栅间隙，实现指示光栅间隙检测方法。
[0010] 本发明的有益效果是：本发明提高了光栅线位移传感器指示光栅间隙监测的精度 和检测效率，为控制光栅线位移传感器正常并可靠地工作提供了保障；同时，本发明的检测 方法属于非接触检测方法，不会损伤指示光栅的表面，在照明光不均匀情况下也能够顺利 检测指示光栅间隙。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1本发明基于图像的指示光栅间隙检测方法的装置示意图。
[0012] 图2本发明基于图像的指示光栅间隙检测方法流程图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0014] 如图1所示，光栅线位移传感器指示光栅间隙检测装置，该装置包括间隔反射玻 璃1、光栅滑架2、指示光栅3、光源4、CCD相机5。光源4发出的光倾斜地照向间隔反射玻 璃1，一部分光线被间隔反射玻璃1的镀膜区反射，另一部分经过间隔反射玻璃1后被指示 光栅3的镀膜区反射，反射玻璃1上的特征点a和指示光栅3上的对应点b成像在CCD相 机5接收面上，由CCD相机5接收面被接收。指示光栅3粘接在光栅滑架2上。当光栅滑 架2沿着间隔反射玻璃1移动时，就可以测出指示光栅2在不同位置的间隙。
[0015] 如图2所示，基于图像的光栅线位移传感器指示光栅间隙检测方法，包括以下步 骤：
[0016] 步骤一 =Sobel对成像在CXD相机接收面上的图像进行边缘检测，并进行梯度计 算；
[0017] 梯度是一阶导数的二维等式。梯度Vf (x，y)可定义为矢量
【权利要求】
1. 基于图像的指示光栅间隙检测方法，该方法包括如下装置：光源、间隔反射玻璃、指 示光栅和CCD相机；光源发出的光倾斜地照向间隔反射玻璃，一部分光线由间隔反射玻璃 反射，另一部分经过间隔反射玻璃后由指示光栅反射，两束反射光由CCD相机接收并成像 在CCD相机接收面上；其特征在于，该方法包括如下步骤： 步骤一 ：Sobel对成像在(XD相机接收面上的图像进行边缘检测，并进行梯度计算； 步骤二：对梯度图像自动阈值分割和二值化； 步骤三：最小值滤波降低梯度二值图像噪声； 步骤四：通过处理后的图像，判断指示光栅间隙，实现指示光栅间隙检测方法。
2. 如权利要求1所述的基于图像的指示光栅间隙检测方法，其特征在于，步骤二中的 自动阈值分割包括如下步骤： 步骤一：设定一个分割阈值TThresh()ld的初始估计值； 步骤二：用TThresh()ld分割图像，即生成两组像素：所有灰度值大于TThresh()ld像素的匕和 所有灰度值小于或等于TThMsh()ld像素的G2 ; 步骤三：计算Gi和G2各自的平均灰度值，得到仏和U2 ; 步骤四：计算新的分割阈值：TThra3h()ldNe;w = (1^+1^)/2 ; 步骤五：判断 ^Threshold ^ThresholdNew 的差值d，当|d|小于设定数值时确定 ^ThresholdNew ^ 分割阈值T Threshold? 判定结束；否则，以Tt hresholdNew 的值替换T Tbreshold? 重复步骤二到五，直到所 得的差值|D|小于设定数值，实现自动阈值分割。
【文档编号】G01B11/14GK104406535SQ201410541326
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】刘建卓, 孙强, 赵建, 尤佳 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所