[發明專利]一種基于最大內切圓的橢圓孔組檢測方法和系統

有效

• 申請號: 201510043349.8
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104613869B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 宦海;黃凌霄;盧松;張雨
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 葛瀟敏

技術領域

本發明屬于工件檢測技術領域，特別涉及了一種基于最大內切圓的橢圓孔組檢測方法和系統。

背景技術

在機械零件加工過程中，對生產的零件的尺寸規格進行檢測是不可缺少的一個環節。傳統的檢測方法有綜合量規測量和三坐標機檢測。但是，綜合量規測量檢驗對被測孔組的實際尺寸和形狀的測量靈敏度不高。三坐標機檢測對操作人員有較高的技術要求，而且成本較高。隨著科技水平的不斷提高，機器視覺技術被逐步運用到工件的在線監測。對于橢圓工件的機器視覺處理，研究人員不斷地從多種方面進行探索，通過利用橢圓的對稱性，弦中點，梯度信息等幾何性質，隨機Hough變換等技術和方法，從不同角度有效減少了橢圓檢測的時空消耗。但是利用幾何特征和梯度信息來檢測橢圓，其檢測精度容易受圖像背景噪聲的干擾，而隨機Hough變換也存在著因采樣點的隨機性而造成參數空間的無效累積等不足。

發明內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明旨在提供一種基于最大內切圓的橢圓孔組檢測方法和系統，克服了傳統孔組檢測方法成本高、時間消耗大、精度低等缺點。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種基于最大內切圓的橢圓孔組檢測方法，包括以下步驟：

(1)采集工件圖像信息；

(2)對采集的圖像信息進行圖像預處理；

(3)根據圖像信息上的橢圓孔分布對圖像信息進行分塊，每塊圖像上均有1個橢圓孔；

(4)利用最大內切圓算法求解出每塊圖像中橢圓孔的短半軸長、長半軸長和傾斜角；

(5)將橢圓孔的短半軸長、長半軸長和傾斜角與標準橢圓孔尺寸進行比照，判斷工件上的橢圓孔組是否合格。

其中，步驟(2)中所述圖像預處理的步驟依次為對圖像去噪、對圖像進行二值化和對圖像進行邊緣檢測。

其中，所述邊緣檢測為Canny邊緣檢測。

其中，步驟(4)的具體內容如下：

(a)計算橢圓的m條水平掃描線，并將第i條水平掃描線與橢圓交點a_i1、a_i2計入集合S，i＝1,2,…,m；

(b)計算S集合內所有|a_i1a_i2|的中點a_i，通過最小二乘擬合得到水平掃描中點線，并求出水平掃描中點線與橢圓的交點A₁、A₂，計算線段|A₁A₂|的中點M₁；

(c)按照步驟(a)、(b)的方法求解出橢圓的垂直掃描中點線與橢圓的交點所連線段的中點M₂，以|M₁M₂|中點O₁為圓心，|M₁M₂|為直徑取圓C₁；

(d)求出過點O₁的水平直線與橢圓的交點P₁、P₂，以O₁為圓心，max{|O₁P₁|，|O₁P₂|}為半徑作圓C₂；

(e)若圓C₂與橢圓有4個交點，依次記為P₃、P₄、P₅、P₆，或者圓C₂與橢圓有3個交點，即P₃與P₄重合或者P₅與P₆重合，則以弧長和為范圍，計算圓C₁內的每個點到該范圍內的橢圓邊界點的最小距離d_min，并記入集合H；若圓C₂與橢圓只有一個或兩個交點時，則計算圓C₁內的每個點到橢圓所有邊界點的最小距離d_min，并記入集合H；

(f)求出集合H內的max{d_min}，及max{d_min}對應的C₁內的點O；