基于改进Zernike矩的轴类零件尺寸测量方法

来源：电子测量技术杂志2022年第3期北京时间：

作者：巢渊，唐寒冰，刘文汇，朱俊杰，马成霞

单位：江苏理工学院机械工程学院 常州 213001

摘要：轴类零件尺寸视觉测量当前多采用像素级边缘检测算法，难以适应工业自动化高精度测量需求。为提高轴类零件轴径尺寸测量精度，本文提出一种基于改进Zernike矩的轴类零件尺寸测量方法。首先利用Canny边缘检测算法对轴图像进行粗定位，获取像素级边缘。其次，根据图像目标与背景间灰度差异，提出基于多阈值Otsu的Zernike矩最佳判定阈值获取方法，获取亚像素级边缘。最后，提出基于边缘点搜索的改进最小二乘法拟合轴图像边缘直线，获取轴径尺寸测量值。实验结果表明，以自行车后轴轴径尺寸测量为例，本文算法相比传统Zernike矩方法稳定性更高，与人工测量值相对误差在0.011%以内，测量精度满足工业零件尺寸测量中自行车轴直径6级公差精度要求。

关键词：亚像素边缘检测; Zernike矩; 直线拟合; 视觉测量

基金资助：国家自然科学基金项目(51905235)；江苏省自然科学基金项目(BK20191037)；江苏省研究生实践创新计划项目(SJCX20_1045)；江苏理工学院研究生实践创新计划项目(XSJCX20_32)