基于支持向量回归的小尺寸零件精密测量

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1、第１５卷第４期光学精密工程Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．４２００７年４月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｒ．２００７文章编号１００４９２４Ｘ（２００７）０４０５５７０７基于支持向量回归的小尺寸零件精密测量贺秋伟１，王龙山１，刘庆民２，李国发１（１．吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春１３００２２；２．杭州电子工业大学，浙江杭州３１００１８）摘要：为提高小尺寸零件测量精度和速度，提出了基于支持向量回归（ＳＶＲ）的小尺寸零件精密测量方法。系统以齿形链板为研究对象，对其主要参数进行测量。系统采用透射照明方式

2、，使用Ａ１０２ＦＣＣＤ数字摄像头采集齿形链板的图像，经过ＩＥＥＥ１３９４数字接口卡传输到计算机。对含有噪声的原始数字图像实施中值滤波降噪、二值化，轮廓提取及图像旋转等处理，使图像转变成易于检测的单像素宽边缘信息。然后根据齿形链板长度与宽度比例确定待检测区域，以待检测区域内的边缘轮廓上的各像素点构成对应线段的训练集，进行支持向量回归，获得具有亚像素表示的各检测线段的回归函数，并据此对齿形链板的主要参数进行测量。最后，对测量误差进行了分析。测量结果满足零件的公差要求，测量精度可达２μｍ。理论分析及实验结果表明，该方法测量速度快，

3、测量精度高，同时对图像平面内旋转、尺度变化、噪声等具有较强的鲁棒性。关键词：图像处理；精密测量；ＣＣＤ；支持向量回归（ＳＶＲ）；齿形链板中图分类号：ＴＰ２７４．５，ＴＧ８０６文献标识码：Ａ犘狉犲犮犻狊犻狅狀犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犳狅狉狊犿犪犾犾狊犻狕犲狆犪狉狋狊犫犪狊犲犱狅狀狊狌狆狆狅狉狋狏犲犮狋狅狉狉犲犵狉犲狊狊犻狅狀１，ＷＡＮＧＬｏｎｇｓｈａｎ１，ＬＩＵＱｉｎｇｍｉｎ２，ＬＩＧｕｏｆａ１ＨＥＱｉｕｗｅｉ（１．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犕犲犮犺犪狀犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犑犻犾犻狀犝狀犻狏犲狉狊

4、犻狋狔，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００２２，犆犺犻狀犪；２．犎犪狀犵狕犺狅狌犈犾犲犮狋狉狅狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犎犪狀犵狕犺狅狌３１００１８，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｐｅｅｄｏｆｓｍａｌｌｓｉｚｅｐａｒｔｓ，ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＳｕｐｐｏｒｔＶｅｃｔｏｒＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎ（ＳＶＲ）ｆｏｒｍｉｃｒｏｓｉｚｅｐａｒｔｓｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔａｋｉｎｇ

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6、ｃｉｎｇｎｏｉｓｅｗｉｔｈｍｅｄｉａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｃｒｅａｔｉｎｇａｂｉｎａｒｙｉｍａｇｅｗｉｔｈｔｈｒｅｓｈｏｌｄｍｅｔｈｏｄ，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｃｏｎｔｏｕｒａｎｄｒｏｔａｔｉｎｇｔｈｅｉｍａｇｅ．ＴｈｅｉｍａｇｅｒｏｔａｔｉｏｎｃａｎｂｅｒｅａｌｉｚｅｄｕｓｉｎｇＨｏｕｇｈｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｌｏｎｇｅｓｔｌｉｎｅ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｇｒａｙｌｅｖｅｌｉｍａｇｅｗｉｔｈｎｏｉｓｅｗａｓｃｈａｎｇｅｄｉｎｔｏｅｄｇｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗ

7、ｉｔｈｓｉｎｇｌｅｐｉｘｅｌｗｉｄｔｈ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｏｔｈｓｈａｐｅｃｈａｉｎａｎｄＳＶＲｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｅｄｒｅｇｉｏｎｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｔｏｏｔｈｓｈａｐｅｃｈａｉｎｂｏａｒｄ．Ｂｙｐｉｘｅｌｐｏｉｎｔｓｏｎｅｄｇｅｓｉｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｅｄｒｅｇｉｏｎｓ，ｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｓｅｔｏｆｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｉ

8、ｎｅｓｅｃｔｉｏｎｗａｓｍａｄｅｕｐｆｏｒ收稿日期：２００６１２２２；修订日期：２００７０２１８．基金项目：吉林省科技发展计划项目（Ｎｏ．２００４０５３４）５５８光学精密工程第１５卷ｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｆｕｎ