基于色彩均匀敏感度的磨削表面粗糙度测量*

杨 晨,方红萍,邹凌云,伍世虔

(1.武汉科技大学 信息科学与工程学院,湖北 武汉 430081;2.南昌工程学院 机械与电气工程学院,江西 南昌 330099)

0 引 言

粗糙度是机械表面加工领域中的一个重要精度指标[1]。基于机器视觉的粗糙度测量方法具有非接触、效率高、成本低等优点,是目前粗糙度测量领域的一个研究热点[2- 4]。

传统的基于机器视觉的表面粗糙度测量,大多针对粗糙表面灰度图像,提取图像纹理特征,通过建立灰度图像纹理与粗糙度的相关性来实现表面粗糙度测量[5]。比如,SHIRINZADEH B等人[6]提出了ITC模型,认为工件表面高度形貌的归一化值与图像中对应位置的像素强度有线性关系,能够对一定粗糙度范围工件进行预测。HUYNH V M[7]从表面纹理的傅里叶变换图中提取均方根,建立了与表面粗糙度的关系。GADELMAWLA E S[8]580-588通过灰度共生矩阵的4个参数对表面粗糙度进行了评价,并讨论了这些参数对粗糙度变化的敏感性。上述方法对表面纹理明显、粗糙度大的车削、镗削等加工表面的粗糙度测量效果明显。磨削加工表面特有的加工方式,使其具有纹理弱、粗糙度低等特点,存在表面纹理特征提取困难的问题,采用上述方法的测量效果并不理想。

针对磨削加工表面弱纹理特性,近几年一些学者基于光反射原理,利用颜色信息强灵敏性、信息丰富等特点,采集彩色光在磨削表面形成的反射图像,提取反射图像的相关特征来建立与粗糙度的相关性。比如YI Huai-an等人[9]提出了基于RGB颜色空间三基色之间的色差算法与彩色图像分解算法,设计了图像清晰度指标并建立了该指标与粗糙度相应的关系模型。……