專利名稱：一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種視覺測量方法，特別涉及一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法及系統。
背景技術：
光纖插針屬于光纖被動器件，是光通信系統中最普遍和使用量最大的基礎無源器件，用于實現光纖與設備、光纖與光纖、光纖與儀表之間快速可靠的通斷連接。光纖插針是一種帶有微孔的圓柱體，長度L = 10. 5/6. 5mm，直徑D = 2. 5/1. 25mm，微孔內徑d = 0.125-0. 130mm。目前，光纖插針的同心度大多采用人工方法進行評定。由人工按傳統方法測量和評定光纖插針同心度時，將待測光纖插針置于一 V形槽中，用橡膠滾輪輕壓插針中部，再采用電機帶動滾輪勻速旋轉，待測光纖插針隨著做勻速圓周運動，然后用帶前端光學顯微鏡的攝像機獲取其內孔的放大圖像并顯示在監視器上，通過人工觀察插針旋轉過程中相對于基準線的偏擺情況，從而判斷出插針的同心度范圍。采用該方法只能得出插針同心度的一個等級，無法給出確定的量值。該檢測方法工作強度大，完全依賴操作員的主觀判斷，效率低，檢測質量難以保證。為了滿足生產的需求，往往采取加班加點的方式，檢驗人員在這種單調的工作方式下極易出現疲勞，非常容易造成漏檢或誤檢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法及系統，其具有測量效率高，精度高，測量結果不受測試員主觀視覺影響的特點。為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法，包括有如下步驟(1)將同心度已知的基準光纖插針置于V形槽上，利用光學顯微成像裝置對基準光纖插針內孔進行成像，調整光學顯微成像裝置的放大系數及物距，使得插針內孔成像顯示于計算機顯示器屏幕上的插針內孔圖像邊緣輪廓清晰；(2)將光學顯微成像裝置所得到的基準光纖插針內孔圖像送入數字圖像采集卡進行處理，數字圖像采集卡將內孔光學圖像轉換為內孔數字圖像后傳輸到計算機中；(3)計算機對步驟( 得到的基準光纖插針內孔數字圖像邊緣進行提取，得到內孔圖像輪廓數據；然而采用最小外接矩形法估測內孔圓心坐標位置與直徑大小，再根據所得的估測數據縮小精確圓參數檢測的霍夫變換的搜索范圍來確定內孔的圓心和直徑；(4)利用下述公式計算所述測量系統的像素當量k，即k = D，/D ①式中，D為已知基準光纖插針的內孔直徑；D’為步驟(3)中計算得出插針內孔直徑；(5)將被測光纖插針置于步驟(1)所述的V形槽上，并讓傳動裝置的滾輪輕壓在被測光纖插針的中部；之后，啟動傳動裝置讓待測光纖插針跟隨傳動裝置上的滾輪在V形槽內做勻速圓周運動；(6)在被測光纖插針的運動過程中，利用光學顯微成像裝置對被測光纖插針內孔進行η次成像，其中η的值由系統預設，10 ^ η ^ 20 ；將上述η幅內孔光學圖像依次通過數字圖像采集卡轉換為η幅內孔數字圖像后傳輸到計算機中；(7)計算機采用步驟(3)所述的方法依次確定η幅內孔圖像的圓心On(xn，yn)和內徑Dn，并將其分別存入兩個數組即0[n]和D[n]中；(8)計算機根據下述公式計算待測光纖插針的同心度e和內孔直徑的平均值/)， 即
權利要求
1.一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法，其特征是，包括有如下步驟(1)將同心度已知的基準光纖插針置于V形槽上，利用光學顯微成像裝置對基準光纖插針內孔進行成像，調整光學顯微成像裝置的放大系數及物距，使得插針內孔成像顯示于計算機顯示器屏幕上的插針內孔圖像邊緣輪廓清晰；(2)將光學顯微成像裝置所得到的基準光纖插針內孔圖像送入數字圖像采集卡進行處理，數字圖像采集卡將內孔光學圖像轉換為內孔數字圖像后傳輸到計算機中；(3)計算機對步驟( 得到的基準光纖插針內孔數字圖像邊緣進行提取，得到內孔圖像輪廓數據；然而采用最小外接矩形法估測內孔圓心坐標位置與直徑大小，再根據所得的估測數據縮小精確圓參數檢測的霍夫變換的搜索范圍來確定內孔的圓心和直徑；(4)利用下述公式計算所述測量系統的像素當量k，即 k = D，/D ①式中，D為已知基準光纖插針的內孔直徑；D’為步驟(3)中計算得出插針內孔直徑；(5)將被測光纖插針置于步驟(1)所述的V形槽上，并讓傳動裝置的滾輪輕壓在被測光纖插針的中部；之后，啟動傳動裝置讓待測光纖插針跟隨傳動裝置上的滾輪在V形槽內做勻速圓周運動；(6)在被測光纖插針的運動過程中，利用光學顯微成像裝置對被測光纖插針內孔進行 η次成像，其中η的值由系統預設，10 ^ η ^ 20 ；將上述η幅內孔光學圖像依次通過數字圖像采集卡轉換為η幅內孔數字圖像后傳輸到計算機中；(7)計算機采用步驟C3)所述的方法依次確定η幅內孔圖像的圓心OnUn，yn)和內徑 Dn，并將其分別存入兩個數組即0[n]和D[n]中；(8)計算機根據下述公式計算待測光纖插針的同心度e和內孔直徑的平均值Z)，即 e = max(di) Xk, i = 1,2,3, · m ②mYjCii m式中，Cl1, d2，d3，·，dm分別為步驟(7)所得η幅內孔圖像中任意兩個圓心之間的距離； 一般m取值m=C 2/2，此處G為組合運算，η與步驟(6)中的η相同；k為測量系統的像素當量。
2.根據權利要求1所述的一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法，其特征是， 步驟O)中所述將內孔光學圖像轉換為內孔數字圖像的過程具體包括如下步驟(2. 1)灰度化處理將圖像采集卡得到的是彩色的圖像文件按以下公式轉化為灰度圖像；Y = O. 299R+0. 587G+0. 114B @式中，Y代表該像素點亮度的最終結果；R，G，B分別代表該像素點紅、綠、藍三色的值； (2. 2)圖像二值化分割使用閾值法將步驟(2. 1)所獲得的灰度圖像進行分割，即所有灰度值大于或等于閾值T的像素都被判斷為屬于背景，賦值為1 ；而小于閾值T的像素屬于目標，賦值為0，具體算法如下0J(x,y)<T式中，τ為閾值，f(x, y)為像素的灰度值，g(x, y)為二值化后像素的值； (2. 3)圖像濾噪處理采用L鄰域統計編碼濾波窗口去除圖像的孤立噪聲，即當圖像上某點PO的L鄰域滿足下式時，則該點為孤立噪聲點，將其濾除；式中，L表示鄰域個數，L = kXk-1，k為奇數A表示該鄰域內第i個像素的值。
3.根據權利要求2所述的一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法，其特征是， 步驟(3)中所述內孔數字圖像邊緣提取的過程具體包括如下步驟(3. 1)對原圖像進行腐蝕運算，得到腐蝕運算后的圖像并保存；(3. 2)計算原圖像與腐蝕運算所得圖像的差值，即可檢測到內孔的邊緣。
4.根據權利要求3所述的一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法，其特征是， 步驟(3)中所述內孔數字圖像邊緣提取過程還進一步包括有采用形態學細化算法進行內孔邊緣的細化的步驟，即(3. 3. 1)選取N對結構元進行細化，其中N為2的整數次冪；(3. 3. 2)開辟緩沖區記錄已做標記的目標像素點；(3. 3. 3)按從左到右、從上到下的順序開始掃描整幅圖像；(3. 3.4)如果當前位置為目標像素點，往下執行步驟(3. 3. 5)，否則繼續掃描下一個像素；(3. 3. 5)將目標像素點的L鄰域依次與N個結構元對匹配，如果匹配其中任意一個，表示目標像素被結構元擊中，將其標記入緩沖區并繼續掃描下一個像素；如果與N個結構元對都不匹配，則繼續掃描下一個像素；(3.3.6)當完成一次掃描，檢查緩沖區，依次將其中記錄的所有像素點從圖像中刪除， 即置為背景像素；然后將緩沖區清零，轉步驟(3. 3. 3)開始下一次掃描過程；如果檢查緩沖區為空，則表示已經沒有要被刪除的像素點，此時圖像細化完成。
5.一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量系統，其特征在于包括有照明光源、V形槽、傳動裝置、光學顯微成像裝置、數字圖像采集卡和計算機；其中待測光纖插針置于V形槽內；傳動裝置的滾輪輕壓在待測光纖插針的中部，且待測光纖插針跟隨傳動裝置的滾輪在V形槽內做勻速圓周運動；照明光源和光學顯微成像裝置分別位于V形槽的兩側，且照明光源、光學顯微成像裝置均與V形槽內的待測光纖插針的軸線相正對；照明光源發出的光線經過待測光纖插針的內孔后被光學顯微成像裝置采集；光學顯微成像裝置的輸出端經由數字圖像采集卡與計算機相連。
6.根據權利要求5所述的一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量系統，其特征在于所述計算機的輸出端上還接有打印機。if PO=I,<1 :P0=0
全文摘要
本發明公開一種基于視覺測量的光纖插針同心度測量方法及系統，其中待測光纖插針置于V形槽內；傳動裝置的滾輪輕壓在待測光纖插針的中部，且待測光纖插針跟隨傳動裝置的滾輪在V形槽內做勻速圓周運動；照明光源和光學顯微成像裝置分別位于V形槽的兩側，且照明光源、光學顯微成像裝置均與V形槽內的待測光纖插針的軸線相正對；照明光源發出的光線經過待測光纖插針的內孔后被光學顯微成像裝置采集；光學顯微成像裝置的輸出端經由數字圖像采集卡與計算機相連。通過光學顯微成像裝置、數字圖像采集卡和計算機實現光纖插針同心度的自動化測量，因此本發明能夠精確快速地測量光纖插針的同心度及內徑，有效避免了人工測量所帶來的種種弊端。
文檔編號G01B11/27GK102519398SQ20111033458
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者何富運, 劉俊秀, 周虹, 殷嚴剛, 羅曉曙, 蘇檢德 申請人:廣西師范大學