基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法探究

刁 艷

深圳市計量質量檢測研究院 廣東 深圳 518000

所謂試驗篩實際上指的就是對顆粒物料的分粒度情況進行分析的篩選工具,其現在已經被廣泛的應用到了化工、冶金、地質勘探、自來水以及醫藥等各行各業。但是,通過對實際情況進行分析可以發現,目前我國常用的試驗篩測量方法卻依舊有一定問題存在,測量準確度也相對較低。為了有效轉變這種情況,進一步提升測量準確度,相關工作人員開發出了基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法。利用這種新的方法展開工作能夠進一步提升篩選分析工作質量,并為后續工作的順利展開提高更為真實可靠的依據。所以,本文展開基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法探究有著重要的現實意義。

一、我國原來常用的試驗篩校準測量方法介紹

隨著時代的快速發展,試驗篩也被越來越多的應用到了工業生產里面,其主要功能就是按照相關規范標準展開對顆粒物料的篩分以及力度分析,而且物料粒度更是影響產品質量的最主要因素之一。現在我國已經對試驗篩的校準方法做出了如下規范：首先,假如試驗篩的網孔數量低于20的話,相關工作人員應該利用顯微鏡對所有網孔都進行檢查,并以檢查結果為依據對試驗篩性能做出準確判斷;其次,如果試驗篩網孔數量在20個以上的話,采用的基本上都是抽樣檢查法,即便是抽取的網孔數量再多,同樣也是有比較大的誤差存在,結果的隨機性也相對更強。因此,根本沒有辦法做出更為準確的判斷。同時,過去我國在進行測量時所用的設備基本上都是投影儀或者顯微鏡,需要校準人員采取手工的方式展開工作,不僅需要花費比較大的時間和精力,校準工作效率也較差,校準結果也非常容易受到檢測工作人員主觀性的影響,給后續工作展開造成了非常大的消極影響。

在應用常規儀器展開測量工作的時候,相關工作人員基本都是通過把米字線按壓在網孔邊緣進行測量。這主要是由于儀器視覺范圍比較狹窄,準確發現大尺寸不穩的難度也比較大。因此,在進行校準工作過程中也沒有辦法有效解決主觀隨意的問題,必須要工作人員展開人工對線操作,效率相對較低。為了有效解決這種情況,相關人員提出了通過機器視覺方式展開試驗篩的自動校準,這種想法也為該工作的自動化發展起到了重要的推動作用。而影像測量指的則是通過機密幾何量的有效利用展開測量工作,通過這種方法的有效利用可以對所捕獲到的圖像展開數字化處理,并完成相應坐標點的提取以及工件參數的計算。這種校準方法根本不需要觸碰試驗篩,可以有效放大的網孔和視角,通用性也相對更強。所以,其能夠被更為廣泛的應用到各行各業。

另外,通過影響測量儀的有效利用校準和監測試驗篩網孔的時候,可以先利用一些通用的測量工具展開像是線段提取等工作,并有效測量全部網孔。因此,測量的隨意性也相對更強。然而,應用這種方法同樣需要對所有網孔進行手工檢測,檢測過程相對來講也非常復雜。所以,相關工作人員還應該從影響測量儀入手展開工作,先利用計算機進行程序編寫,以此來推動平臺展開自動運動,推動其向著全自動的方向發展,從而更加高效的完成試驗篩的自動測量工作,進而為篩選分析工作的順利展開提供更有力的支持和保障。

二、基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法探究

(一)邊緣點捕獲方法探究。通過對采集工作的實際情況進行分析可以發現,噪聲會對采集卡所得的圖像信息造成非常大的影響。因此,在正式進行檢測以前,應該通過技術的有效利用展開圖像處理。而隨機選用像是高斯濾波器等對應型號的濾波器可以使噪聲問題得到有效解決。然后在濾波結束以后展開邊緣點的計算工作,并使用Sobel梯度算子來獲取相關邊緣點信息。同時,通過閥值設置的方式還可以使邊緣強度的檢測結果變得更加可靠,而且通過梯度算子所得到的基本上都不是單像素邊緣,而利用抑制操作可以將其轉變成單像素。由于這個時候的邊緣像素級別較高,會導致計算誤差出現極大程度的增加。在這種時候應用插值法展開邊緣計算能夠使計算正確性得到更大程度的提高。

(二)網孔邊緣擬合方法探究。雖然,通過邊緣檢測算子的有效利用可以直接完成圖像全部邊緣信息等邊緣數據的直接輸出。但是,通過這些數據的有效利用卻根本沒有辦法直接被用作所需網孔內側邊緣的計算工作。而要想完成對所有連通區域的充分檢測,則需要對邊緣區里面的邊緣數據展開連通檢測,并應用八領域連通區技術從起始點入手,按照順時針房展進行相鄰邊緣點的搜索。之后把下一邊緣點當做起點展開后續搜索工作,直至再次遇到起始點或者沒有邊緣點為止。然后再把邊緣點的方向信息情況將方向基本相同的點劃分成一組,最終得到4個分組。最后,再利用最小二乘法擬合出相應的邊緣線段,得出網孔四邊邊緣的幾何表示。除此之外,利用這種方式所獲取的邊緣線段并不會受到鏡頭視野大小的影響,假如網孔尺寸比視野范圍大的話,軟件完全可以推動機臺沿著邊緣方向展開自動運動到下一個位置繼續進行搜索,直至完成網孔4個邊緣的全面搜索為止,這樣才可以保證網孔全部邊緣的搜索工作都處在完整狀態擬合出相應線段。

(三)網孔孔徑的計算方法探究。按照相關規范要求,在進行試驗篩校準的時候應該對經向網孔尺寸即網孔內上下兩條對邊的距離、緯向網孔尺寸即網孔內左右兩條對邊的尺寸以及絲徑即相鄰網孔間相鄰邊緣的距離3種距離進行計算。上述3種距離都實際上都屬于兩條線段間距離的計算。從理論角度入手進行分析可以發現,兩條平行直線間的距離都是直線上的點到另一條直線的垂直距離。然而,在進行兩條平行線段設計的過程中,因為測量、加工以及線段擬合等誤差因素的影響,最終計算結果的平行幾率非常低。同時,因為受到受力形變的影響,試驗篩的網孔對邊平行的可能性更是微乎其微。而且在實際使用過程中,還會有極大可能產生對邊長度不等、沒有對正等問題。如圖1所示為兩線段常見的位置關系情況,其中圖1(a)代表的是對邊長度、平行情況以及位置都處于最理想的狀態;圖1(b)代表的則是對邊平行,但是長度以及位置不理想的狀態：圖1(c)代表的則是對邊不平行,但是長度、位置理想的狀態;圖1(d)代表的則是對邊平行、長度以及位置都不理想的最一般狀態。而圖2則是圖1(d)的距離計算示意圖。通過對上述情況進行分析可以發現,這幾種方式都沒有辦法完成兩線實際距離關系的如實反應。

圖1 兩線段位置關系

圖2 兩線段之間的距離計算形式

(四)網孔自動搜索方法探究。在影響測量儀機臺上面放置試驗篩的時候,根本沒有辦法達到橫平豎直的要求。在做好相應網孔測量以后,接下來的網孔位置很有可能就處在現網孔的斜向方向。所以,在進行測量的時候,應該設置專門的網孔搜索功能,以此來避免手工找正操作可能造成的事物,從而進一步提高校準效率。另外,在展開基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法探究的過程中,應該利用方向預估的方式展開方向搜索工作,并按照上一步所得到的網孔邊緣方向以及長度情況展開工作,綜合考慮被檢試驗篩的邊緣輸入長度從網孔中心為止展開計算工作,從而得到更為精確的下一網孔檢測起始位置,進而為篩選分析工作的順利展開提供更有力的支持和保障。

(五)校準流程探究。按照相關規范要求。在展開校準工作的時候,首先應該由操作者進制定兩個網孔作為起始檢測點,然后根據(三)以及(四)兩個程序展開循環操作,并分別向著經緯兩個方向展開10個網孔的連續搜索以及40個網孔的經緯向尺寸以及絲徑的平均值計算。另外,在完成檢測工作以后,相關工作人員應該將所得尺寸數據與標準數據進行對比,以此來判斷試驗篩是否處于合格狀態,并完成相應檢測報告的自動生成。

三、結束語

總而言之,隨著時代的快速發展,人們對試驗篩測量精度的要求也越來越高,傳統測量方法所暴露出的問題也越來越多,很難滿足人們的實際需要。而通過基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法利用則能夠有效解決這些問題,使測量工作質量以及效率得到有效提高,并且這種方法通用性極強,可以被廣泛的應用到五金、塑膠以及電子等行業當中,為我國現代化事業的發展建設提供更有力的支持和保障。