数字图像处理技术在计量仪表检定中的应用.pdfVIP

第 27 卷第 3 期 长春理工大学学报 Vol27 No 3 2 0 0 4 年 9 月 Journal of Changchun University of Science and Technology Sep . 2 0 0 4 文章编号 : 1004 - 485X (2004) 03 - 00 13 - 03 数字图像处理技术在计量仪表检定中的应用 王红平 　曹国华 　苏成志 (长春理工大学 　机电工程学院 , 长春 　130022) 摘 　要 : 本文提出了一种仪表 自动化检定的新方法 。该方法以计算机视觉技术和光学测量技术为 基础 , 采用数字图像处理技术对计量仪表进行检定 , 克服了传统方法中由于手动进给和人工读数 造成的精度低 、重复性差等缺点 。试验证明 , 该方法简便可靠 , 精度高 。 关键字 : CCD 摄像 ; 数字图像处理技术 ; 仪表检定 中图分类号 : TH868 + 3 　　文献标识码 : A 　　百分表 、千分表等精密测量仪器是机械工业中 1 　系统结构及工作原理 最为广泛使用的常规仪表 。仪表生产企业和计量检 定部门, 需定期对千分表和百分表示值误差进行准 为实现快速 、自动化检定 , 本检定系统采用三 确检定 , 以判断其精度是否合格 。传统的检定方 部分组合完成 , 即: 伺服驱动部分 、基准数据的采 法 , 是组合不同长度的标准量块作为尺度基准 , 或 集部分及图像的采集与处理部分 。其中 , 伺服驱动 采用具有刻度的高精度测微机构作为长度基准 , 以 部分采用步进 电机作为执行元件 , 以替代手工进 手动进给 , 人工读数 。其存在的主要问题是 : 人工 给 ; 基准数据采用精密光栅获取 , 以替代标准量 目视读数精度低 , 可靠性差 , 重复性差 ; 检定人员 块 ; 表盘图像的采集 由 CCD 摄像机获取 , 图像的 的劳动强度大 、检定周期长 , 工作效率低 ; 且只能 处理由计算机实现 , 以替代人工的瞄准与判读 。其 实现有限位置的定点检定 , 灵活性和通用性差等 。 工作原理如图 1 所示 , 系统工作时 , 计算机通过 I/ 为此 , 人们在不断寻求更简便更可靠 的检定方 O 卡发送脉冲给步进电机驱动器以控制步进电机驱 法[ 1 ,2 ] 。本文便是在计算机视觉技术和光学测量技 动指示表测头运动 ; 同时 , 光栅尺采集测头运动的 术的基础上 , 提出了采用 CCD 摄像技术与图像处 基准数据 , CCD 摄取表盘指针的图像 , 之后分别通 理技术相结合进行指示表 自动检定的新方法 , 它能 过光栅尺数据采集卡和图像采集卡送入微机 ; 微机 自动完成诸如 : 百分表 、千分表 、杠杆表 、内径表 完成表盘指针示值的精密判读 , 并将判读结果与光 等各类指示表示值误差的检定 , 具有通用性强 , 检 栅尺采集的基准数据对比以确定检定结果 。可见 , 定效率高 , 准确 、可靠等优点 。 精密判读的准确性直接决定着本系统的检定精度 , 因此 , 实现表盘精确的检定关键在于表盘图像的处 理 。 2 　表盘图像自动判读技术