[發(fā)明專利]一種多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差視覺測(cè)量方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910278568.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN109900302A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳愛軍;彭偉康;劉磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01N21/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差視覺測(cè)量方法。首先在原水準(zhǔn)管圖像中框選氣泡及刻線感興趣區(qū)域；接著對(duì)該感興趣區(qū)域圖像進(jìn)行二值化和去噪濾波處理；其次在處理后感興趣區(qū)域圖像中從左到右尋找出各刻線，確定最里側(cè)兩刻線的相關(guān)坐標(biāo)信息并計(jì)算得到兩刻線的中心橫坐標(biāo)；然后構(gòu)建氣泡感興趣區(qū)域并從氣泡及刻線感興趣區(qū)域二值圖像中截取出氣泡感興趣區(qū)域圖像，進(jìn)行取反處理，利用形態(tài)學(xué)開運(yùn)算濾除干擾區(qū)域，獲得面積最大的連通區(qū)域，即為氣泡對(duì)應(yīng)區(qū)域；最后根據(jù)氣泡中心橫坐標(biāo)和最里側(cè)兩根刻線中心橫坐標(biāo)計(jì)算出氣泡居中誤差值。通過采用視覺方法對(duì)多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差進(jìn)行測(cè)量，可大大提高測(cè)量效率和準(zhǔn)確率，節(jié)省大量人力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)使用的機(jī)器視覺測(cè)量方法，尤其涉及一種多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差視覺測(cè)量方法。

背景技術(shù)

水平尺是利用液面水平的原理，以水準(zhǔn)管中刻線和氣泡直接顯示角位移，測(cè)量被側(cè)表面相對(duì)水平位置、鉛垂位置、傾斜偏離程度的一種計(jì)量器具。多刻線水準(zhǔn)管是水平尺中的一個(gè)重要部件，其氣泡居中誤差是衡量水平尺產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，該參數(shù)目前主要依靠人工測(cè)量的方法進(jìn)行，不能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，且測(cè)量效率低下。隨著勞動(dòng)力成本的快速上升，傳統(tǒng)的人工測(cè)量方式無法滿足當(dāng)前工業(yè)上水平尺生產(chǎn)的大規(guī)模及高效的需求。

計(jì)算機(jī)視覺提供了一種高效、低成本、高準(zhǔn)確率的多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差測(cè)量方法，采用圖像處理技術(shù)測(cè)量多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差，不僅可以減少勞動(dòng)力成本，而且能夠獲得更高精度的測(cè)量結(jié)果，使得多刻線水準(zhǔn)管檢測(cè)結(jié)果可信度和檢測(cè)效率都將得到提升。但到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差的視覺測(cè)量方法的研究成果非常少。

基于此，本案提出了一種多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差視覺測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是所要解決的技術(shù)問題就是提供一種基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差進(jìn)行快速測(cè)量的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差視覺測(cè)量方法，該方法包括讀取原始多刻線水準(zhǔn)管圖像、氣泡及刻線感興趣區(qū)域的獲取、感興趣區(qū)域圖像的處理、最里側(cè)兩根刻線位置的檢測(cè)、氣泡感興趣區(qū)域的獲取、氣泡感興趣區(qū)域圖像的處理和氣泡居中誤差計(jì)算等步驟。

用于處理的多刻線水準(zhǔn)管圖像是從多刻線水準(zhǔn)管氣泡居中誤差視覺測(cè)量系統(tǒng)中利用工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)采集到的圖像或事先采集并保存的圖像數(shù)據(jù)。

氣泡及刻線感興趣區(qū)域的獲取方法是：在原水準(zhǔn)管圖像中框選出一個(gè)包含所有刻線和氣泡的矩形區(qū)域，確保此矩形區(qū)域下底邊與所有刻線相交，此矩形區(qū)域即為氣泡及刻線感興趣區(qū)域。

感興趣區(qū)域圖像的處理方法是：采用圖像分割方法對(duì)從原水準(zhǔn)管圖像中提取出的氣泡及刻線感興趣區(qū)域圖像進(jìn)行閾值分割處理，然后采用去噪處理算法進(jìn)行減噪處理。

最里側(cè)兩根刻線位置的檢測(cè)方法是：在濾波處理后的二值氣泡及刻線感興趣區(qū)域圖像中，按從左到右的順序?qū)ふ页龈骺叹€，確定最里側(cè)的兩根刻線，并記錄下最里側(cè)左邊刻線的中心線位置橫坐標(biāo)、最里側(cè)左邊刻線的右邊橫坐標(biāo)、最里側(cè)右邊刻線的中心線位置橫坐標(biāo)以及最里側(cè)右邊刻線的左邊橫坐標(biāo)，根據(jù)最里側(cè)左右兩根刻線的中心線位置橫坐標(biāo)計(jì)算出這兩根刻線的中心橫坐標(biāo)。

氣泡感興趣區(qū)域的獲取方法是：構(gòu)建一個(gè)矩形區(qū)域，此矩形的左邊橫坐標(biāo)為最里側(cè)左邊刻線的右邊橫坐標(biāo)，此矩形的右邊橫坐標(biāo)為最里側(cè)右邊刻線的左邊橫坐標(biāo)，此矩形的上、下兩邊分別與氣泡及刻線感興趣區(qū)域的上、下兩邊重合，此矩形區(qū)域即為氣泡感興趣區(qū)域；從濾波處理后的二值氣泡及刻線感興趣區(qū)域圖像中將氣泡感興趣區(qū)域?qū)?yīng)的部分截取出來，獲得氣泡感興趣區(qū)域圖像。

氣泡感興趣區(qū)域圖像的處理具體為：對(duì)氣泡感興趣區(qū)域圖像進(jìn)行取反處理，然后利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)開運(yùn)算濾除干擾區(qū)域，獲取面積最大的連通區(qū)域，此區(qū)域即為氣泡所對(duì)應(yīng)的區(qū)域。