[發明專利]一種快速圓弧檢測方法

有效

• 申請號: 201710359179.3
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107085855B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 譚治英;周波;楊雪梅;梁興燦
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G06T7/64
• 分類號: G06T7/64;G06T7/13;G06T7/181
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種快速圓弧檢測方法，其特征包括：1邊緣圖像獲取；2邊緣分解為數個候選圓弧；3圓弧合并；4圓弧篩檢。本發明所采用的檢測算法速度快、精度高、魯棒性強，可廣泛應用于機器視覺領域中各類含有圓弧邊界的物體的檢測。

技術領域

本發明涉及一種機器視覺領域的檢測方法，特別是涉及一種含有圓弧邊界的物體的快速檢測方法。

背景技術

圓弧是眾多工件含有的特征，也是重點檢測的特征之一。圓弧的檢測有傳統的基于機械裝置的檢測方法，也有基于機器視覺的檢測方法，前者往往具有檢測精度差、速度慢、魯棒性不足等缺點，而后者正成為工業檢測的熱點。

基于機器視覺的圓弧檢測方法中，主要分為基于hough變換的方法和基于曲線擬合的方法，基于hough變換的方法具有魯棒性高抗噪能力強的特點，但是其具有計算速度慢、存儲量大、漏檢、錯檢率高等缺點，不適合工業檢測。另外一種曲線擬合方法對數據噪聲比較大，一旦出現待擬合數據與其他直線、曲線數據粘連或具有較大奇異點時擬合誤差是非常巨大的，克服這個缺點的方法很多，有的是將曲線分割成固定大小的數據段，然后對其擬合，根據擬合誤差來檢測圓弧，有的利用直線擬合曲線，根據相鄰直線之間的夾角來檢測圓弧。但是分段擬合法的圓弧檢測誤差與分段大小有關系，且為了提高精度，分段一般較小，但這樣會帶來計算量大、計算時間長的代價。擬合直線夾角法的檢測依賴于夾角閾值的設定，魯棒性差。圓弧合并是將擬合參數相近的圓弧進行合并，以避免重復檢測，方法主要為基于圓參數距離的聚類法，該方法依賴于距離閾值的設定，這個固定閾值往往依賴于先驗知識，且不適合于不同單位坐標下的圓的合并。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足之處，提出一種快速圓弧檢測方法，以期能快速準確的檢測圓弧，提高檢測精度和魯棒性，從而可廣泛應用于機器視覺領域中各類含有圓弧邊界的物體的檢測。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種快速圓弧檢測方法的特點包括以下步驟：

步驟1、邊緣圖像獲取：

利用邊緣檢測算子Canny對原始圖像進行處理，得到初始邊緣圖像；使用連通域標記算法獲取所述初始邊緣圖像的連續邊緣，并刪除邊緣長度小于閾值的連續邊緣，從而得到包含N條邊緣曲線的邊緣圖像M，記N條邊緣曲線所構成的邊緣曲線集合為Ω＝{λ_i,i∈[1,N]}，λ_i表示第i條邊緣曲線，第i條邊緣曲線λ_i的長度用l_i表示；

步驟2、基于分段生長法的邊緣分解：

采用分段生長法對第i條邊緣曲線λ_i進行分解，得到N_i個候選圓弧所構成的候選圓弧集合Γ_i＝{πⁱ_j,j∈[1,N_i]},πⁱ_j表示第i條邊緣曲線λ_i上分解得到的第j個候選圓弧；從而得到N條邊緣曲線的候選圓弧集合Ψ＝{Γ_i,i∈[1,N]}；并有表示所述邊緣曲線集合Ω上所有候選圓弧的個數；

步驟3、基于圓弧親近度因子的圓弧合并：