[發明專利]一種圓形透明鏡片識別和定位的方法

有效

• 申請號: 202010433579.6
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111612765B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 周斌;張淵;方董濠;向拓聞
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/70;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發明公開了一種圓形透明鏡片識別和定位的方法，圖像采集步驟，從側面傾斜角度拍攝鏡片，生成圖片幀；圓形透明鏡片識別定位步驟，包括對圖片的預處理以及用改進的canny計算透明鏡片的輪廓，求出透明鏡片的中心點：首先用尋找輪廓尋找出所有檢測到的輪廓，將所有尋找到的輪廓進行遍歷，去掉無用輪廓；然后通過一階矩求二值圖像的中心坐標；最后將圖像的像素坐標利用標定的參數經過空間的旋轉，平移后得到世界坐標系下的坐標；圖像像素矯正步驟，用張正友標定法對攝像機進行標定矯正，為像素坐標轉換為世界坐標提供標定參數。本發明方法可以精確的識別出透明鏡片的輪廓，以及定位到圓形透明鏡片的中心點。

技術領域

本發明應用于機器機器視覺領域，應用于透明薄片型物體的機器視覺識別和定位，具體涉及一種圓形透明鏡片識別和定位的方法。

背景技術

機器視覺技術因為其非接觸、低成本、易實現的優點，已經廣泛應用于工業、醫學、航空航天、農業等領域，同時隨著計算機和圖像處理硬件設備性價比的不斷提升，它獲得了更加深入的研究與應用。通常所識別的目標物體具有較明顯的輪廓信息，可以比較容易地進行機器視覺的識別，但對于光學鏡片等無色透明的物體，由于其輪廓模糊或三維信息有缺失，在應用機器視覺識別時有一定的難度。本發明即針對這種情況，在對圓形透明鏡片物體這種無色透明的輪廓特征進行分析的基礎上，提出了一種適用于工業產線的圓形透明鏡片圖像輪廓特征快速識別以及中心點提取的方法。

發明內容

本方法為了解決現有技術中的圓形透明鏡片等透明物體識別不準確，傳統的霍夫變換等圓形物體識別算法的高耗時性等問題，而提出了一種圓形透明鏡片識別和定位的方法。

本發明的目的，通過以下的技術方案來實現：

本發明提出了一種透明鏡片識別和定位的方法，包括：

圖像采集步驟，從側面傾斜角度拍攝鏡片，驅動工業攝像頭，生成圖片幀；

圓形透明鏡片識別定位步驟，包括對圖片的預處理以及用canny計算透明鏡片的輪廓，求出透明鏡片的中心點：

首先用尋找輪廓尋找出所有檢測到的輪廓，將所有尋找到的輪廓進行遍歷；然后通過一階矩陣求二值圖像的中心坐標；最后將圖像的像素坐標經過空間的旋轉，平移后得到世界坐標系下的坐標；

圖像像素矯正步驟，用張正友對攝像機進行標定矯正畸變。

更進一步，圓形透明鏡片的預處理步驟包括如下步驟：

(1)用加權平均值法對圖片幀進行灰度化處理；

(2)利用中值濾波過濾透明鏡片圖像的噪聲，即選定中心點領域內的點進行排序，之后選定這一排序后的點的中值代替該中心點的像素值，將灰度值進行統計排序并且向真實灰度值靠近；

(3)利用自適應的閾值分割法分割物體的圖像和背景；

(4)利用形態學閉運算和開運算完善圓形透明鏡片圖像信息，形態學開運算后待識別物體去掉周圍的噪聲或者毛刺信息。

更進一步，加權平均值即在每個顏色通道設置一個加權系數，即Grey＝0.299*R+0.587*G+0.114*B。

更進一步，利用自適應的閾值分割法(Otsu)分割物體的圖像和背景，即Otsu可以自適應圖像背景，設置合理的閾值，經過Otsu算法后得到物體和背景組成的二值圖像。

更進一步，圓形透明鏡片識別定位步驟，利用canny計算透明鏡片的輪廓，求出透明鏡片的中心點：