【基于C# + HALCON的工业视系统开发实战】十六、发动机螺栓螺纹全参数检测：极坐标展开与亚像素波形分析

摘要：连杆螺栓是发动机曲柄连杆机构的“生命线”，其螺纹参数（螺距、牙型角、中径）直接影响连接强度与预紧力。传统人工通止规检测仅能判断合格性，无法量化参数（如螺距误差±0.02mm的超标难以识别），且漏检率高达8%。本文基于C# .NET Core 6与HALCON 24.11，构建螺纹全参数自动化检测系统：通过Hough变换定位螺栓中线（精度±0.01mm），采用极坐标展开技术将螺旋螺纹转换为平面展开图（解决螺旋结构检测难题），结合亚像素投影波形分析（高斯拟合峰值定位）实现螺距测量（精度±0.005mm），通过形状模型匹配检测牙型角偏差（60°±0.2°）与中径尺寸（5.0±0.01mm），并识别少牙、乱牙等缺陷。某发动机厂应用数据显示，系统检测效率达120件/分钟，全参数检测覆盖率100%，漏检率降至0.1%，螺距测量重复性标准差0.003mm，满足ISO 965-1标准要求。文中提供完整硬件配置、算法代码及抗干扰方案，为高精度螺纹检测提供可落地的工业化方案。

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文章目录

• 【基于C# + HALCON的工业视系统开发实战】十六、发动机螺栓螺纹全参数检测：极坐标展开与亚像素波形分析
• • 关键词
  • 一、连杆螺栓螺纹检测技术背景与行业需求
  • • 1.1 螺纹质量的核心影响
    • 1.2 传统检测方法的局限性
    • • 1.2.1 人工通止规检测
      • 1.2.2 接触式测量（三坐标机）
    • 1.3 机器视觉检测的技术优势
  • 二、核心技术原理
  • • 2.1 螺纹检测的核心挑战
    • 2.2 极坐标展开技术原理
    • 2.3 亚像素波形分析原理
    • 2.4 牙型完整性检测原理
  • 三、硬件系统设计与配置
  • • 3.1 整体硬件架构
    • 3.2 核心硬件选型
    • 3.3 光学系统设计
  • 四、核心算法构建与代码实现
  • • 4.1 螺纹区域定位与中线检测
    • • 4.1.1 完整代码实现
      • 4.1.2 关键参数说明
    • 4.2 极坐标展开算法
    • • 4.2.1 完整代码实现
      • 4.2.2 算法效果
    • 4.3 投影波形分析与螺距计算
    • • 4.3.1 完整代码实现
      • 4.3.2 算法精度验证
    • 4.4 牙型角与中径检测
    • • 4.4.1 完整代码实现
    • 4.5 少牙与牙型缺陷检测
    • • 4.5.1 完整代码实现
  • 五、完整系统集成与实操流程
  • • 5.1 系统整体工作流程
    • 5.2 系统初始化与配置代码
    • 5.3 完整检测流程代码
  • 六、抗干扰方案与性能优化
  • • 6.1 常见干扰与解决方案
    • 6.2 性能优化措施
  • 七、实战应用案例与效果验证
  • • 7.1 某发动机厂应用案例
    • • 7.1.1 项目背景
      • 7.1.2 系统部署