[發明專利]一種基于輔助基準的機器視覺檢測系統及檢測方法

無效

• 申請號: 201110002086.8
• 申請日: 2011-01-06
• 公開（公告）號: CN102141376A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 王曉東;朱萃;張習文;羅怡
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26;G01B11/27
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明涉及視覺遮擋下的零件特征點和特征直線的檢測方法，屬于機器視覺輔助下的精密裝配技術領域，用于零件的精密裝配和檢測。

背景技術

在基于機器視覺的精密裝配中，零件裝配指標的檢測是通過視覺采集特征邊界并通過空間轉換獲得的。實際裝配中，經常存在裝配作業空間狹小，系統硬件對視覺檢測產生遮擋情況；此外，如果零件進行疊加裝配，后續零件會對前序零件特征部分產生遮擋，這也為視覺檢測零件特征帶來困難。此時需要引入遮擋部分還原機制來實現特征采集和定位。

在現有遮擋邊界還原技術當中，最常用的是采用圖像分層提取過濾算法實現邊界還原。用傳統的統計模型分離背景，得到前景對象的集合，各個跟蹤對象模型包含RGB顏色模板和一個可選擇的概率掩模，當檢測到兩個或多個對象存在互相遮擋時，采用最大似然分離函數將不確定的象素重新分配給每個對象從而獲取真實邊界?！維enior?A?W，Hampapur?A，Brown?L?M，et?al，Image?and?Vision?Computing，2006(24)，1233-1243】也有的采用合并分裂濃縮算法跟蹤圖像序列中不確定輪廓，利用概率密度函數的估計量，使用粒子濾波器進行連續重要性采樣過程，每次復合目標分裂后能夠成功地重建各個對象，實現對象跟蹤?！綢sard?M，Blake?A，International?Journal?of?Computer?Vision，1998(29)，5-28】針對大面積遮擋問題最常采用的是基于圖像拼接的邊界還原定位算法，引入自適應的非極大值抑制技術，只在圖像的重疊區域進行Harris角點檢測，并結合小波變換和對極幾何，對圖像進行快速特征匹配；在圖像融合中構造一種非線性過渡函數，使圖像重疊區域之間的過渡更平滑，識別效率和邊界真實度非常高?！緟清\杰，劉肖琳，計算機工程，2010(36)，209-212】此外還有采用模板匹配算法，在兩幅圖像的重疊區域中分別抓取一對初始匹配點，分別以抓取點為中心取不同大小模板區域和搜索區域結合模板匹配法基本原理確定最佳匹配點，，然后通過平移和旋轉變換完成圖像之間的配準【焦晶萍，廖文和，，沈建新，計算機技術與發展，2010(20)，148-154】。

綜上所述，現有遮擋圖像還原技術多采用圖像模板和像素圖層算法進行迭代還原，運算量非常大，程序實現相對復雜，在實際裝配應用中有很大的局限性。同時現有技術針對零件特征全遮擋現象的處理方法還比較少見，無法直接獲得特征圖像進行圖像還原處理，從而使被疊裝零件的檢測難以實現。

發明內容

本發明要解決的技術問題是視覺遮擋下的零件特征檢測方法，用于實現有視覺遮擋情況下被遮擋特征點和特征直線的提取，以便與后續裝配零件的特征進行比對。

本發明采用的技術方案如下：

機器視覺檢測系統包括輔助基準模板、定位移動平臺、對準定位移動平臺的固定倍率光學鏡頭、連接光學鏡頭的CCD攝像機、用于采集CCD攝像機圖像的圖像采集卡、工控機以及驅動定位位移平臺的運動控制板卡。采用電子束光刻鍍鉻的掩模版作為輔助基準模板，其上有均勻排列的三個矩形塊形狀，作為機器視覺采集的特征點和特征直線。工控機通過圖像采集卡從CCD攝像機采集檢測特征的圖像數據，然后對圖像進行相關特征的提取。