[發明專利]一種基于視覺的多層梁中外梁孔的識別與定位方法

有效

• 申請號: 201611070757.3
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106778541B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 羅欣;郭曉陽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

本發明屬于機器視覺和檢測領域，并公開了一種基于視覺的多層梁中外梁孔的識別與定位方法。該方法包括：(a)計算實際尺寸向像素尺寸轉換的轉換系數；(b)從待識別多層梁外梁孔中選擇生成模板，對待識別圖像進行模板匹配，得到孔的尺寸類型，以最佳匹配點為中心截取新的局部圖像，對新圖像進行亞像素精度級的邊緣檢測；(c)使用邊緣點數據擬合孔中心坐標，乘上轉換系數得到待識別多層梁外梁孔的中心坐標，從而實現孔的識別與定位。通過本發明，實現了多層梁中外梁孔盲孔的自動識別和定位，減輕了工人的勞動強度，提高了外梁孔加工精度和多層梁的鉚接質量，并數倍提升生產效率。

技術領域

本發明屬于機器視覺和檢測領域，更具體地，涉及一種基于視覺的多層梁中外梁孔的識別與定位方法。

背景技術

多層梁，特別是雙層梁，是一種常見的大型承重結構。多層梁由多片單層梁鉚接而成，與單層梁相比，多層梁具有更高的強度，因此廣泛使用在汽車車架、橋梁、大型桁架式建筑物及其他承重結構中。為了減小甚至消除待鉚接孔的錯位，提高多層梁的質量，多層梁配孔工藝對各單層梁上待鉚接孔的中心重合度和孔直徑誤差提出了很高的要求。例如，商用車車架所用的雙層鋼梁通常要求內外梁孔中心重合度誤差和直徑誤差均小于0.05mm。為了達到孔中心重合度和直徑誤差的要求，在加工多層梁待鉚接孔時，一般采用配鉆或配沖孔工藝方法，即先加工最外層的外梁孔，再將內、外梁配合，根據外梁孔的位置配套加工各內梁孔。在該工藝方法中，外梁孔位置和大小的確定成為多層梁生產的核心問題。

組成多層梁的各個單層梁通常顏色非常接近。多層梁疊放在一起時，外梁孔相當于一個盲孔，且它的深度較淺，這些問題都給外梁孔的識別帶來了難度。在現有技術條件下，多層梁外梁孔的定位完全依靠人眼觀察和手工對齊，工人勞動強度大，生產效率低。在中國實用新型專利說明書CN204412881U中公開了一種汽車雙層鋼梁快速高效配沖孔自動生產線，該方法需要人工使用導正銷進行外梁孔的逐個定位，工人勞動強度大，且整條孔加工生產線效率低。王華曾在博士學位論文《基于計算機是覺得車架縱梁在線檢測關鍵技術研究》中提出一種裝配孔的識別方法，但該方法僅用于配孔加工后孔的數量的檢測，由于多層梁已經過配孔加工，所以多層梁的孔是通孔，在檢測時可以使用具有明顯色差的光源進行背光照明，而多層梁在配孔加工前外梁孔是盲孔，因此該方法并不適合多層梁外梁孔的檢測。總結來說，目前尚未有孔的自動識別技術在多層梁外梁孔識別中得到應用。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于視覺的多層梁中外梁孔的識別與定位方法，通過機器人視覺自動識別，由此解決多層梁中外梁孔大小的識別和定位的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于視覺的多層梁中外梁孔的識別與定位方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)對已知標準圓孔拍照，在得到的圖像中測量該已知標準圓孔的半徑即像素尺寸，測量該已知標準圓孔實際半徑即實際尺寸，所述實際尺寸與所述像素尺寸之比記為轉換系數K；

(b)對待處理圓孔進行拍照得到待處理圖像，在該待處理的圖像中截取圖像，對該截取圖像進行亞像素細分后得到每個點的多個特征值，將其中的某些特征值與預設條件進行比較，滿足該預設條件的點為邊緣點，該邊緣點其它特征值用于計算該邊緣點的亞像素精度級坐標，由此，得到所有所述邊緣點的亞像素精度級坐標，其中，所述截取圖像按照下列步驟進行：

(b1)將所述已知標準圓孔按照不同半徑規格分類，每種不同半徑規格的所述標準圓孔選取多個，對選取出來的所述標準圓孔拍照并測量其所述像素尺寸，同一類半徑規格的所述標準圓孔的所述像素尺寸取平均值，以預設壓縮倍數D壓縮該平均值對應的所述標準圓孔的圖像，并以壓縮后的圖像作為模板；