[發明專利]基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201310618796.2
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103615983A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 裘祖榮;劉佳琛;呂大力;許紹發
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08;G01B11/27
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測裝置，其特征是，包括：相機、氣浮平

臺、計算機；

氣浮平臺，用于使乒乓球在懸浮狀態中被測量；

相機，用于清楚的拍攝到乒乓球，并連續采集和儲存乒乓球圖像；

計算機，用于處理相機拍攝到的乒乓球圖像，并計算出乒乓球直徑和偏心。

2.如權利要求1所述的基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測裝置，其特征是，氣浮平臺具體結構為：包括一個或多個環形管道，或者成環形對稱排列的氣管，環型的直徑小于乒乓球直徑，在環型管道的對稱位置上開有直徑相同的氣孔，氣孔方向指向圓環法線并偏向上方，氣孔的傾斜角度都是相同的，故噴射出來的氣體能夠使乒乓球在中心位置附近保持懸浮狀態，并達到平衡，環型管道由供氣裝置提供穩定且符合要求的氣流，使乒乓球懸浮起來，在氣浮平臺正下方一定距離處，安裝有一個能夠調整方向的氣管。

3.一種基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測方法，其特征是，借助于前述裝置實現，并包括下列步驟：

在計算機上進行：

（1）圖像預處理：對相機采集到的圖像進行預處理，過濾掉會帶來誤差的噪聲點等，并對圖像進行增強；

（2）邊緣提取：得到乒乓球輪廓邊緣的坐標點；

（3）直徑計算：根據最小二乘法擬合出乒乓球的直徑，然后根據標定參數，將其轉換為乒乓球的實際直徑，并存儲；

（4）圓心擬合：根據最小二乘法擬合出乒乓球的圓心坐標，并存儲，多幀圖像計算得到的直徑求平均后，所得直徑值作為乒乓球的實際直徑；

（5）偏心率計算：計算每幀圖像中，乒乓球輪廓邊緣上各個點到圓心的距離，并且求出該距離與擬合得到的乒乓球半徑的差值，計算多幀圖像中對應數據的標準方差，作為反映外形偏心的參數；計算多幀圖像中，乒乓球圓心位置點的最小包絡圓的直徑。

4.如權利要求3所述的基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測方法，其特征是，圖像預處理采用中值濾波處理圖像，然后再對圖像增強，使乒乓球輪廓邊緣信息更加突出。

5.如權利要求3所述的基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測方法，其特征是，邊緣提取是選用凱伲(Canny)算子邊緣提取、選用羅伯茨(Roberts)邊緣提取、索貝爾(Sobel)邊緣提取方法中的一種，每幀圖像經過處理后，都能夠得到一個存儲有乒乓球輪廓邊緣坐標點數據的文檔。

6.如權利要求3所述的基于機器視覺的氣浮式乒乓球直徑和偏心檢測方法，其特征是，還包括將計算得到的乒乓球直徑和偏心顯示在計算機屏幕上的步驟，以及，將乒乓球直徑和偏心數據傳輸到其它裝置的步驟。