齿轮参数的视觉测量技术研究开题报告

1. 研究目的与意义

齿轮参数测量一直以来就是一个非常复杂、非常费时的过程,有必要结合各种最新技术开发研究新的实时、高效的齿轮测量技术。基于视觉测量技术的非接触测量方法,具有实时、高效、低成本以及不损害齿面等优点,且随着摄像设备不断改进发展,测量精度大大提高。齿轮在工业发展的进程中一直发挥着不可或缺的作用，齿轮的精度直接影响整台机器的使用性能与寿命。传统的齿轮测量仪器测量时间长，工作量大，且不适合在生产过程中进行检测齿轮测量涉及的项目比较多，其间的关系也比较复杂，给齿轮测量带来了很大的不便，而计算机视觉测量技术调能够适应工业现场恶劣的环境、有合理的性价比、较强的通用性具有精度高、实现速度快、非接触测量等优点，把计算机视觉技术和齿轮测量技术结合起来充分利用计算机技术的巨大优势为齿轮测量技术引入一种具有高测量精度的非接触综合型的测量方法，进而期望能够极大地提高齿轮测量水平，促进齿轮工业的发展和进步。

2. 国内外研究现状分析

60年代和70年代,国外齿轮量仪的主导产品是机械创成式渐开线齿轮检查仪、导程检查仪、万能测齿仪等。随着机光电一体技术及计算机技术的发展,上述产品逐渐被技术先进、功能完善、高精度、高刃靠性的电子创成式渐开线齿轮测量仪所替代。自8 0 年代中期以来,以数控技术为依托开发的坐标CNC齿轮测量中心 , 已逐渐成为 当今齿轮测量仪器的主流。近年来 , 国外齿轮量仪生产厂家在对其主导产品 齿轮测量中心进行设计多样化和产品系列化的同时,不断推陈出新,研制和开发各种先进的齿轮测量技术和仪 器。总之,近年来国外齿轮量仪在新的测量原理的探索,测量手段的多元化,测量效率、功能和 精度的进一步提高上都不断有新的发展。

近年来,我国的齿轮测量技术在汽车、摩托车等行业发展的推动下,也获得了较快的发 展。CNC技术及计算机软件开发在齿轮测量技术和仪器上的成熟应用,为其发展奠定了基础。机械部成都工具研究所等一批科研院所和工矿企业,经过不懈努力,已经开发出一大批采用不同测量原理,具有多种测量规格,机、光、电、计算机一体化的新型齿轮测量仪器或装置,其中一些已批量生 ,投放市场。成都工具研究所是我国齿轮量仪的开发研究中心,也是我国 齿轮量仪的主要生产基地之一, 其独创的齿轮整体误差测量技术和仪器的成功开发,为我国 齿轮测量水平的提高做出了突出贡献。

3. 研究的基本内容与计划

内容：具体设计内容包括系统的硬件和软件两部分

（1）硬件系统主要由摄像机、镜头、采集卡、光源组成，完成齿轮样图的采集

（2）软件系统以matlab作为图像处理与参数测量工具。通常情况下，采集到的图像受到条件限制以及噪声的干扰等无法直接使用，所以必须进行一些相关的处理确保测量的准确性。而参数测量是在经过处理后的图像中采用相应的算法来获取齿轮的基本参数，把采集到的齿轮图像先经过图像预处理包括图像灰度化、图像二值化在经过滤波处理之后进行图像分割包括边缘检测、边缘修复和轮廓提取，最后把处理好的图像经过matlab软件进行参数测量测量其中心点、齿顶齿跟圆直径、步数和模数。

4. 研究创新点

通过对国内外研究现状的分析,本论文将在前人研究的基础上，掌握课题研究方法及经验。