[發明專利]基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法

有效

• 申請號: 201810417224.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108613630B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉磊;陳愛軍;丁佳為
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法，具體實施內容為：本發明方法采用自動確定感興趣區域的方式對原始兩線型管水準器灰度圖像進行操作獲取感興趣區域圖像；在感興趣區域圖像中找到氣泡中心與各條粗黑線輪廓中心；計算氣泡中心與最接近氣泡中心兩條粗黑線輪廓中心的距離；最終根據標定結果實現對氣泡中心與最接近氣泡中心兩條粗黑線輪廓中心偏移量的測量。本發明方法采用機器視覺的方式能有效解決采用人眼識別時費時費力，誤差大的問題，采用氣泡中心與兩條粗黑線包圍的矩形中心的垂直距離值表示實際偏移量的方法，算法具有創新性且魯棒性佳，同時簡單實用，精度高。

技術領域

本發明涉及機器視覺測量技術領域，涉及一種基于圖像處理技術的多線型管水準器氣泡偏移量測量方法。

背景技術

在眾多工業制造生產活動中，人們常常需要對被測物體表面進行平面度的檢測，因此通常會借助一些帶有管水準器的計量器具(例如：水平儀等)來完成此類精密測量，目前使用最為廣泛的方法是通過測量管水準器中的氣泡偏移量來判斷被測物體表面是否水平。當今市面上有很多用來檢測被測物體表面平面度的帶有管水準器的計量器具，許多廠家為了保證自己生產的帶有管水準器的計量器具測量準確性，都會在產品出廠前對管水準器內的氣泡進行檢測和校準。－般校準的方式，就是將帶有管水準器的計量器具置于標準水平檢測臺上，根據管水準器內氣泡偏離中心的程度來判斷出廠的計量器具是否合格。不同精度的計量器具在檢測時允許的誤差范圍也不相同。目前國內的對于管水準器內氣泡偏移量常用的檢測方法：

(1)通過人眼識別管水準器內氣泡的偏移量，借此來判斷計量器具合格與否，對產品進行校正也還只是人工調整管水準器的方式，顯然這種方式不僅誤差大，還大量消耗人力物力，產品精度很難得到提高。

(2)基于Canny邊緣檢測和加權最小二乘的方法進行氣泡偏移量的測量，雖然該方法對于質量較差的圖像有很強的魯棒性，但通過該方法找到的計算氣泡偏移量的固定邊界區域不夠精確，導致最后計算出的氣泡偏移量存在明顯誤差。

(3)利用局部灰度梯度平均值曲線以及亞像素精度定位的方法進行氣泡偏移量的測量，雖然該方法對于氣泡輪廓邊緣端點的提取精確度很高，但由于在實際測量矯正管水準器氣泡的過程中，會受到電機振動的影響，氣泡調整時，其輪廓形狀會隨之發生微小變化，因此，在持續調整的過程中若只提取氣泡左右端點進行偏移量測量，則會嚴重影響到整個測量過程的測量精度。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法，該方法采用自動確定感興趣區域的方式，在氣泡中心進入計算氣泡偏移量的固定區域中心時，利用圖像輪廓尋找到氣泡中心以及兩組粗黑線中心坐標，并測量出氣泡中心在各組粗黑線所包圍區域間的偏移量；提高了測量精度，同時可用于機器替代人類對帶有兩線型管水準器的計量器具進行檢測，解決了人眼識別費時費力，誤差大的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：讀取兩線型管水準器氣泡原始灰度圖像；

步驟2：對原始灰度圖像進行二值化處理；

步驟3：對二值化后的圖像bI₁進行輪廓檢測，尋找圖像中的最大輪廓CT_Max并求取最大輪廓的最小外接矩形的傾角；

步驟4：對得到的最大輪廓進行預處理，將最大輪廓外接矩形四個頂點坐標向矩形內收縮一定量得到感興趣區域圖像I_Roi；

步驟5：根據步驟3得到的最大輪廓最小外接矩形傾角對感興趣區域圖像進行擺正處理；

步驟6：對得到的擺正后的感興趣區域圖像I_rot進行二值化和中值濾波處理；