1.一种图像法螺纹中径求解方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,在保证螺纹轴线oo′与螺纹图像坐标轴x最小夹角θ不超过 条件下,获取螺纹图像,对螺纹图像进行二值化后,保证黑色像素总数超过图像总像素80%为条件裁剪螺纹图像,并建立图像坐标系xoy;
步骤2,逐行遍历式扫描螺纹图像,寻找螺纹各牙侧边中径点的位置;
步骤3,根据步骤2找到的螺纹中径点计算螺纹图像选择区域总像素A;
步骤4,根据步骤3所得的螺纹图像选择区域总像素A求螺纹中径d2。
2.根据权利要求1所述的一种图像法螺纹中径求解方法,其特征在于:所述步骤2的具体过程如下:
按行从第0行至M/2行开始扫描图像,获取像素灰度变化最大的行的行号im和灰度变化数m;继续按行扫描图像,获取另外一个灰度变化数为m的最大行号,记为jm;在经历扫描行数大于图像总行数一半M/2后,仍然按行扫描图像,获取像素灰度变化最大的行的行号i′m和灰度变化数m′,再继续按行扫描图像,获取另外一个灰度变化数为m′的行号最大行号j′m;然后取并当m≠m′时,取二者较小者为灰度变化数m″,即
m″=min(m,m′) (26);
当m″为偶数时,取螺纹牙数
N0=m″/2 (27);
否则取
以n=2N0为上限,从第0列至第n‑1列对第i行检索出左侧像素灰度为255、右侧为0或左侧像素灰度为0、右侧为255的点A1、A2、A3、……、An,n=1,2,3,……,2N0,以列、行号为坐标值存入二维数组A[xk,yk],对第j行检索出左侧像素灰度为255、右侧为0或左侧像素灰度为0、右侧为255的点E1、E2、E3、……、En以列、行号为坐标值存入二维数组E[xk,yk];对第i′,j′检索出左侧像素灰度为255、右侧为0或左侧像素灰度为0、右侧为255的点A′1、A′2、A′3、……、A′n和E′1、E′2、E′3、……、E′n,依次将这些点的列、行号存入二维数组A′[xk,yk]和E′[xk,yk]中(其中xk为第k个对应点的列号,yk为第k个对应点的行号,k=1,2,3,……,n),用A[xk]表示第i行上点Ak列坐标,A′[xk]表示第i′行上点A′k列坐标,E[xk]表示第j行上点Ek列坐标,E′[xk]表示第j′行上点E′k列坐标;
取p=(1,2,3,……,n‑1),令ap为第i行Ap+1点与Ap点列像素之差,即ap=A[xp+1]‑A[xp] (29);
bp为第j行Ep+1点与Ep点列像素之差,即
bp=E[xp+1]‑E[xp] (30);
分别形成n‑1个数构成的数列a1、a2、a3、…、ap、…、an‑1和b1、b2、b3、…、bp、…、bn‑1;
取
R=N0‑1 (31);
也即
并令q=1,2,3,……,R,对于第i,j上的点A2q‑1、A2q、A2q+1、E2q‑1、E2q、E2q+1以q为下标序列,代入求得的ap、bp数列的p下标,用式求得y1、y2、y3、……、yR,以y1、y2、y3、……、yR为行号按其左侧像素为黑色,右侧像素为白色,检索其对应列坐标,并依次得到列坐标值xCq,q=1,2,3,……、R,令yCq=yq,进而形成中径上点C1、C2、C3、……、CR的列、行坐标值(xCq,yCq);
对于第i,j上的点A2q、A2q+1、A2q+2、E2q、E2q+1、E2q+2以q为下标序列,代入求得的ap、bp数列的p下标,用式求得y′1、y′2、y′3、……、y′R,以y′1、y′2、y′3、……、y′R为行号按其右侧像素为黑色,左侧像素为白色,检索其对应列坐标值xC′q,q=1,2,3,……、R,令yC′q=y′q,进而形成中径上点C’1、C’2、C’3、……、C’R的列、行坐标值(xC′q,yC′q);
对于第i′,j′上的点A′1、A′2、A′3、……、A′n和E′1、E′2、E′3、……、E′n,及形成的二维数组A′[xk,yk]和E′[xk,yk],取p=1,2,3,……,n‑1,令a′p为第i′行A′p+1点与A′p点列像素之差,即a′p=A′[xp+1]‑A′[xp] (35);
b′p为第j′行E′p+1点与E′p点列像素之差,即b′p=E′[xp+1]‑E′[xp] (36);
分别形成n‑1个数构成的数列a′1、a′2、a′3、…、a′p、…、a′n‑1和b′1、b′2、b′3、…、b′p、…、b′n‑1。
取
R=N0‑1 (37);
并令q=1,2,3,……,R,对于第i′,j′上的点A′2q‑1、A′2q、A′2q+1、E′2q‑1、E′2q、E′2q+1以q为下标序列,代入求得的a′p、b′p数列的p下标,用式以这些行号按其左侧像素为黑色,而右侧像素为白色检索其对应列坐标xFq,q=1,2,
3,……、R,令yFq=y″q,进而形成下半部分螺纹中径上点F1、F2、F3、……、FR的列、行坐标值(xFq,yFq);
对于第i′,j′上的点A′2q、A′2q+1、A′2q+2、E′2q、E′2q+1、E′2q+2以q为下标代替a′p、b′p数列的p下标,用式求得y″′1、y″′2、y″′3、……、y″′R,以这些行号按其左侧像素为白色,右侧像素为黑色,检索其对应列坐标xF′q,q=1,2,3,……、R,令yF′q=y″′q,进而,形成下半部分螺纹中径上点F’1、F’2、F3、……、F’R的列、行坐标值(xF′q,yF′q)。
3.根据权利要求2所述的一种图像法螺纹中径求解方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程如下:
对步骤2中形成的上半部分中径点C1、C2、C3、……、CR及C’1、C’2、C’3、……、C’R,分别以(xCq,yCq)和(xC′q,yC′q)表示其坐标值;对步骤3中形成的下半部分中径点F1、F2、F3、……、FR和F’1、F’2、F’3、……、F’R,则以(xFq,yFq)和(xF′q,yF′q)表示其坐标值,下标q=1,2,3……,R;对用上、下相邻两点Cq、C’q、Fq、F’q点构成的四边形,用列、行坐标按高斯四边形面积公式和下列公式(40):求得S1,S2,S3,……,SR之和SS1;
对用上、下相邻两点C’q、Cq+1、F’q、Fq+1点构成的四边形,用列、行坐标按高斯四边形面积公式:和下列公式(41):
求得S’1,S’2,S’3,……,S’R之和SS2;
令
A=SS1+SS2=S1+S2=S1+S2+……+SR+S′1+S′2+……+S′R (20)。
4.根据权利要求3所述的一种图像法螺纹中径求解方法,其特征在于:所述步骤4的具体过程如下:
以C1和C’R的列坐标求得由点C1至C’R距离L0,则可求得螺纹中径d2式中,d2为螺纹中径,单位:mm;
A为螺纹图像选择区域总像素,单位:平方像素;
L0为螺纹图像选择区域单边像素数,单位:像素;
Ky为y坐标方向上的像素标定系数,单位:mm/像素。