МЕТОДИКА СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ШЛИФОВАЛЬНЫХ ЗЕРЕН ОПТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Автор: Макушкин И. А., Носенко В. А.

Источник: ВПИ (филиал) ВолгГТУ

В настоящее время для контроля параметров шлифовального зерна, используемого в микрошлифпорошках, по ГОСТу используется микроскопический метод. При этом определяются линейные размеры зерен по их наибольшей ширине и распределение зерен по фракциям, выражаемом в проценте по массе. Большая часть работы вы-полняется человеком вручную на микроскопе, что может привести к возникновению погрешностей и неточностей измерения, большому времени проведения измерений и прочее. Для устранения подобных недостатков было предложено использовать вос-пользоваться компьютерными методами распознавания фотографических изображений зерен. Компьютерный анализ фотографических изображений зерен позволит дополни¬тельно производить определение таких параметров зерна как коэффициент формы, ко¬личество режущих кромок зерна, их радиус и прочее.

Метод определения геометрических параметров зерна по его фотографическому изображению связан с последовательным выполнением операций. Каждая из них вно-сит свои погрешности в итоговый результат.

Первый этап преобразования - этап оцифровки изображения, дискретизации аналогового сигнала, получаемого с микроскопа. После этого этапа изображение зерна состоит из набора пикселей. При этом фактически контур зерна находится внутри зоны, ограниченной одним пикселем, потому на этом этапе погрешность принимается равной 0,5 пикселя.

Второй этап - вычисление градиента изображения. Как было показано выше, операция градиента вычисляется на группе пикселей, что может привести фактически к смещению границы на 1 пиксель.

Третий этап - векторный анализ. При этом в некоторых случаях вектор может отклоняться от фактического контура. Причем, чем больше длина вектора, тем сильнее возможное отклонение. При этом необходимо помнить, что изображение может хра-нить как мелкие детали зерна, которые необходимо учитывать, так и помехи, о которых необходимо избавиться. При этом вектор с малой длиной позволяет точнее учитывать именно мелкие детали, в то время как вектор с большой длиной позволяет получить более сглаженное изображение, минимизируя тем самым влияние помех. Поэтому за¬дача выбора длины вектора носит достаточно нетривиальный характер.

Суммируя вышесказанное, можно записать следующее: погрешность = (0,5 + 1 + L/4)*2 где L – выбранная длина вектора.

При этом величина погрешности - абсолютная величина и измеряется в пикселях.

Для снижения погрешности можно предложить следующие действия:

Получение снимков зерен при установке больших значений увеличения микроскопа. Однако увеличение должно быть подобрано так, чтобы была возможность получения цельного изображения зерна на одном снимке.
Использование оптического датчика с большей чувствительностью и разрешающей способностью. При этом фактически зерно будет включать большее количе¬ство пикселей и снизит относительную погрешность. Но, с другой стороны, приведет к увеличению количеству информации и большей вычислительной нагрузки на систему.

Использование этих методов позволит снизить относительную погрешность и держать её для измеряемых зерен в пределах менее 1 %.