[發明專利]一種基于丟幀檢測的圖像法尺寸測量補償方法及裝置

有效

• 申請號: 202010092087.5
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111256589B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 茅昕;王治;胡遠朋;于競雄;胡肖;張立巖
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C11/00
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙) 42233
• 代理人: 胡星馳

本發明公開了一種基于丟幀檢測的圖像法尺寸測量補償方法及裝置。所述方法包括：(1)將待測物體圖像序列劃分為多個周期內的圖像子序列；(2)將評價函數計算的清晰度最高的圖像幀作為備選圖像，并將備選圖像所在的圖像子序列作為目標子序列；目標子序列是否有丟幀：當目標子序列無丟幀時，根據步驟(2)獲得的備選圖像作為對焦圖像，對待測物體進行尺寸測量，測量結束；當目標子序列有丟幀時，進入步驟(4)；(4)根據單位尺寸所占像素與成像物距偏移量的對照表進行補償。所述裝置包括成像系統、照明系統、以及運動系統。本發明實現了閉環控制，通過查表法標定矯正放大倍率，從而提高測量精度，降低了測量失敗率。

技術領域

本發明屬于測量設備及圖像采集技術領域，更具體地，涉及一種基于丟幀檢測的圖像法尺寸測量補償方法及裝置。

背景技術

在工業環境經常使用圖像法進行尺寸測量，其原理是通過獲得被測物體的對焦圖像，再根據圖像所占的像素尺寸乘以系統設計放大率來換算得到物體的實際尺寸。對焦圖像的選擇決定了圖像法尺寸測量的精度，目前的獲得對焦圖像的方法是通過步進電機按照一定順序，獲得與攝像機距離不等的圖像序列，實時根據評價函數來評價圖像序列中每一幀圖像的清晰度，并將最清晰的圖像作為對焦圖像。

理論上當評價函數足夠完善時，這樣獲得的對焦圖像與按照物鏡的物像位置關系得到的對焦圖像應該是等效的。然而實際上由于一些技術原因攝像機丟幀不可避免的發生，此時通過評價函數得到的對焦圖像只能是相對清晰像，與真實的對焦圖像存在一定差異，如果此時的物距與物鏡標稱物距存在差異，這會導致系統的實際放大率與設計放大率有差異，最終影響到被測物體的尺寸換算結果。

攝像機丟幀，步進電機在非勻速運行時失步都是工業環境應用中常見的現象，產生原因很多，也不容易完全解決。攝像頭丟幀會造成評價函數的最大值發生誤判，即使對評價函數設置一個閾值來降低誤判，當丟幀出現時，也只能放棄本次測試，待位移臺回到原點再次重新開始測試，無法使用已有的幀圖像進行修復。僅通過評價函數或步進電機脈沖數進行對焦判斷，都不能對成像時的物距判斷形成閉環，這給基于圖像法的微小物體尺寸準確測量造成了困難。

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丟幀檢測的圖像法尺寸測量補償方法及裝置，其目的在于通過判斷丟幀情況，采用標定補償，提高尺寸測量的精度，由此解決現有技術的圖像法測量尺寸由于不可預知的丟幀導致的圖像法尺寸測量結果不可靠的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于丟幀檢測的圖像法尺寸測量補償方法，其包括以下步驟：

(1)按照固定頻率獲取物距規律變化的待測物體圖像序列，其間周期性調整成相條件，從而將待測物體圖像序列劃分為多個周期內的圖像子序列；

(2)在步驟(1)中獲得的待測物體圖像序列中，將評價函數計算的清晰度最高的圖像幀作為備選圖像，并將備選圖像所在的圖像子序列作為目標子序列；

(3)根據步驟(1)中獲取的多個周期內的圖像子序列的幀數比對，判斷步驟(2)獲取的目標子序列是否有丟幀：當目標子序列無丟幀時，根據步驟(2)獲得的備選圖像作為對焦圖像，對待測物體進行尺寸測量，測量結束；當目標子序列有丟幀時，進入步驟(4)；

(4)對于步驟(2)獲得的備選圖像幀，根據獲取圖像序列時物距勻速變化速度，計算備選圖像成像物距，根據針對同一成像系統、預先建立的單位尺寸所占像素與成像物距偏移量的對照表進行補償：若成像物距偏移量不在對照表中，則進入步驟(1)；否則，查表求出該成像物距偏移量時單位尺寸所占像素，并根據備選圖像計算補償后的物體尺寸，結束。

優選地，所述基于丟幀檢測的圖像法尺寸測量補償方法，其所述待測物體物距規律變化為：

所述待測物體物距均勻步進變化，按照如下方法實現：