万能工具显微镜的图像法测量研究

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R s a c o I a e M t o e s r m n a e n O i e s 1 o l m c o c p e e r h n m g e h d M a u e e t B s s o n v r a T o— i r s o e

篁

窒

杨帆Ya g F n n a

(安电子科技大学，陕西西安 7 00 )西 100( da nv r t, h n x Xin 7 0 ) Xii U ies y S an i’ 0 0 n i a 1 0

摘要：统的二维测量设备都是人眼通过目传镜来读数的，这就不可避免地存在视觉误差。在传统目视万能工具显微镜的基础上，使用光学 C D代替人眼采集图像， C增加光栅尺替代原来的投影式读数器，实现了图 像与光栅尺数据的计算机自动采集。通过使用图像处理技术，自动计算得到工件的几何参数。能通过对螺纹的测量，明了万能工具显微镜的图像法测量的可行性和有效性。证

关键词：万能工具显微镜； C图像处理技术 C D;中图分类号： P 9 T 31文献标识码： A文章编号：6 1 722 1)20 1.4 17— 9 (030—0 60 4Ab t c: e t dt n lt— i e so a e s rme te up e ti ra h o g h y p e e b y s sr tTh r i o a wodm n in lm au e n q im n s e d tru h t e e e ic y e e, a a i wh c e i b yb i g t ev s a ro . s d o eta i o a n v r a o— c o c p, h s a e s st eo t ih i v t l rn iu l r r Ba e nt d t n l i e s l o lmir s o e t i p p r e p i n a h e h r i u t u h—

cl q ime t C t pa e u n e pue ma e, n d sh rt g orpaete r ia p￣et e a e up n D r l ma e soc tr gsa da d e ai lc i n l r c v C oe c h y t a i t g nt e h og ir a e, e l i g t a h ma e n e g a i g d t r o l c e u o ai al y t e c mp tr T e g o ti e d r r ai n h t e i g sa d t r t a a a e c l t d a t m t l b

o u e . h e merc z t h n e c y h p r me e s f r i c r ac l td a t m ai al yt ea p ia i n o a ep o e s gt c n l g . x e— a a t r k p e e wa ec lu ae u o t l b p l t f m g r c s i h o o y E p r o wo c y h c o i n e i

me t o ce i g s e n taeta ei a em eh dm e s rme t ae nu ie a o— ir so eaeo n s n srw ma e mo srt t g to a ue n s so n v r lo l co c p r f d h t m h b s t m

fa ii t n aii . e sbl a dv l t i y dyKe wo d: iesl o l co c p; D;m a eP o e s gTe h oo y r s Un v ra o— r s o e CC I g rc si c T mi n n lg y

0引言

测量提出的高效、准确、度高的要求。而，精然万能工具显微镜依然有很好的光学和机械系统，对其稍加改造，便能得到性能更好的二维测量系统【 l】。本文采用 C D( C电子耦合器件 )工业摄像头、栅尺和图像光

万能工具显微镜是一种通用光学计量仪器，作为传统的二维坐标测量系统，在几何量测量中应用

非常广泛。万能工具显微镜测量范围大，精度较高， 且备有多种附件，可以对各种工件进行复杂的测量。

法测量技术，在传统万能工具显微镜的基础上构建了一种新的基于图像法测量的二维测量系统。它可满足测量方便、速度快、准确度高等自动测量的要求，对减轻甚至解除工人繁重的检测工作量等都具有重要意义。 1测量系统结构

传统的万能工具显微镜设备在实际使用中，测量人员必须用肉眼通过物镜观察，利用测微目镜对线读数、数据估读、人工记录等操作得到测量结果。读数操作繁琐、动强度大、为误差大、量效率低，劳人测这

样的仪器已经不能满足现代工业快速发展对几何量

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y 1分别为四领域的坐标，+)且是具有整数像素坐标的输人图像；中的平方根运算使得该处理类似于其人类视觉系统中发生的过程。R b,算子是 2 2 oes X

该系统测得的结果与传统螺纹测量结果相比较，符合精度要求

,证明系统采用的原理和算法是可行的。 这种基于图像处理的万能工具显微镜影像测量法测万能工

算子模板。图五所示的两个卷积核形成了 R b, oe s算子，图像中的每一个点都用这两个核做卷积。1 0 O . 1 0 - 1 1

量工件速度快、操作简单，可以使实验室的测量更加精确，使生产线上的测量效率更高、准确度更高。

具显

微镜

的图

参考文献0 r1 1垫甘 -士盟 ^台下目日战^J T n m^匕 I 上

像法测量

I￣ R br￣ t oes K t24应用实例 .以 M 1×1 6 . 5的螺纹为测量对象，利用改造后的万能工具显微镜采用图像法测量得到螺纹几何参

测量技术研究【] D.:重庆重庆大学，0 6 20 .[]。 zlzc ii 1I g rcsig[ 2G nae Dg maePoes a n M] B in u lhn ue fEe仃 nc Idsy e ig P bi ig H。 o 1c ois nu仃 j 2 0 04●

研究

数为：中径：5 6 mm 1. 5 0

【李硕 ' 3]王明昱，樊慧超 万能工具显微镜数字化改造【 J上海计量测试，0 23 ( )4 - ] 2 1,90:6 7 6 4[殷红， 4]孟建军，蒋兆远 图像处理对影像法检测改进算法的研究[ J兰州交通大学学报，o82] 2 0,7(3:0—1. 0)r710

牙形半角：。l, 3 O 8 螺距：. 7 m 1 9m 4螺纹量规的测量结果为：

中径：5 7 m 1. 1 m 0牙形半角：o 7 3。o,螺距：. 3 m 1 0m 5

【于起峰， 5]陆宏伟，肖琳 于图像的精密测刘基量与运动测量【 :学出社，02 M]北京科 2 0

与螺纹量规测量结果对比，测量结果符合要求。3结束语

作者简介杨{ (92 )男，￣ 18-,汉族，陕西汉中人，研究生在读，主要研究方向：非接触测量技术、信号与信息处理。

本文在传统万能工具显微镜的基础上，采用C D工业摄像头、 C光栅尺和图像法测量技术，功成构建了一种基于图像法测量的二维测量系统。利用

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