基于分段密集采点法的圆形材料半径非接触测量.pdf

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1、2013年仪表技术与传感器2013第12期InstrumentTechniqueandSensorNo．12基于分段密集采点法的圆形材料半径非接触测量李要球，王锐(1．淮海工学院电子工程学院，江苏连云港222005；2．重庆市计量质量检测研究院，重庆401123)摘要：对瓦状圆形材料的半径利用分段密集采点法进行测量，分析了分段密集采点法的数学模型及算法原理，并对算法的测量误差进行了讨论。在测量中首先利用图像采集卡获取材料的图像，利用图像处理技术提取材料边缘，扫描材料最尖端边界点的坐标，然后在边缘上选取间隔较大的三点做采样点，借助计算机软件编程算法求出圆心坐标，测得瓦状圆形材料半径的像素值。

2、通过对测量的像素值进行数据的标定处理，最终得到瓦状材料半径的实际数值。从对测量结果的误差分析，最大偏差没有偏离出不确定度，误差较小。．关键词：分段密集采点法；圆形材料；半径测量；非接触测量；数据标定中图分类号：TB22文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)12—0109—03Non．contractRadiusMeasurementofRoundedMaterialBasedonSublevelConcentrationSampleMethodLIYao．qiu，WANGRui(1．SchoolofElectronicEngineering，HuaihaiInstitute

3、ofTechnology，LianYungang222005，China2．ChongqingAcademyofMetrologyandQualityInspection，Chongqing401123，China)Abstract：Radiusmeasurementisbasedonsublevelconcentrationsamplemethodforthetegularroundedmaterial，whichana—lyzesitsmathematicalmodelandprincipal，whilethemeasurementerrorisalsodiscussed．Inthem

4、easurement，atfirst，captureim—ageofthematerialbyimagecapturingcard，extractedgeofthematerialwithimageprocessingtechnique，scanoutcoordinateofthepointthatisontopofedge．Thenchoosethreepointswhichhaveaconsiderabledistanceinbetweenassamplingones，findoutCO—ordinateofcirclecenterbycomputersoftwareprogrammi

5、ngandmeasureOUttheexactpixelvalueofradius．Finalpixelvalueisdealwithdatacalibration，afterwhichactualvalueofradiusoftegularroundedmaterialcanthereforebeobtained．Throughtheanalysisofmeasurementresult，themaximumdeviationisnotstrayedfromtheuncertaintyandtheerorisless．Keywords：sublevelconcentrationsampl

6、emethod；roundedmaterial，radiusmeasurement；non-cortractmeasurement；datacalibra—tiOn0引言y在物体的几何尺寸测量中，经常要对非整形圆的圆弧进行测量。其中，圆心坐标的测量是最关键的。对于特定的瓦状圆形材料，其形状特点是圆弧短，半径大，因而测量半径适宜采用坐标法。为了减小测量误差，在测量圆弧参数时，选取圆弧上间隔较大的三点，通过在选取的3个点附近反复采集多组数据进行测量，提高测量准确度“。1测量原理1．1半径测量的数学模型测量圆弧，建立在坐标法上的数学模型有直角坐标系和极图1直角坐标系中的圆弧坐标。圆弧在直角坐标系

7、中的示意图如图1所示。n=在直角坐标系中圆方程为(一y2)(y一Y3)+(+Y；)(Y3一Y。)一(；十)(y．一Y2)(—XO)+(Y—Y0)=R(1)2[YJ(3一2)-Y2(】一3)+Y3(2一1)]根据平面圆弧上不重合的三点得到该圆弧，即只要知道圆(2)弧上不重合的3个坐标点A(。，Y．)、B(x，Y2)、C(，Y，)，就可以确定圆弧的圆心坐标和半径。得：(+Y)x，一)一(i+)(。一)+(；一Y；)x。一)2