[發明專利]一種基于單目視覺的齒形結構裝配測量方法

有效

• 申請號: 202011100315.5
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN113405451B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 李瀧杲;黃翔;李航宇;李根;褚文敏;周蒯;孔盛杰;樓佩煌;錢曉明
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京航空航天大學蘇州研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06K9/62;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/62;G06T7/66;G06V10/762
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 康進廣

1.一種基于單目視覺的齒形結構裝配測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：基于自適應核與自適應閾值的SUSAN算法提取齒形結構輸出軸、輸入軸齒頂角點；

S2：根據路徑搜索法及距離約束獲取輸出軸缺齒、輸入軸花鍵中點在圖像中的坐標；

S3：采用RANSAC思想聚類，剔除誤差較大的候選點，從而便于后續對輸出軸齒頂圓、輔助圓，輸入軸齒頂圓、輔助圓進行橢圓擬合并獲取橢圓參數；

S4：通過圖像坐標系下的齒頂圓投影橢圓、輔助圓投影橢圓、缺齒與花鍵中點信息解算齒形結構空間六自由度位姿；

所述步驟S2包括以下內容：

b1：沿橢圓路徑計算鄰近齒頂的距離，當距離取得最大值時所對應的兩點即為缺齒兩角點,設pi，pj為齒頂點集C中沿橢圓路徑的鄰近兩點，最終獲得的兩點坐標記p1，p2如下式：

max(p_i,p_j)＝||p_i-p_j||₂(i≠j,i,j∈C)；

b2：通過齒頂點擬合的橢圓向外作環形ROI區域包含花鍵部分，基于上述的SUSAN法檢測其角點位置即可獲得花鍵兩端點，記為q1，q2,輸出軸缺齒中點坐標P與輸入軸花鍵中點坐標Q如下式：

2.根據權利要求1所述的一種基于單目視覺的齒形結構裝配測量方法，其特征在于：所述步驟S1包括以下內容：

a1：基于灰度直方圖，利用近似一維Means方法尋找二值化閾值，計算SUSAN模板半徑：

其中R₁為輸出軸模板半徑，R₂為輸入軸模板半徑，n(I_A1)，n(I_A2)為各自環形ROI(感興趣區域)前景所占像素數，n(I_B1)，n(I_B2)為各自環形ROI內背景所占像素數，n(I_K1,K2)為各自環形ROI所占的像素數，n(I_Q)為圖像總分辨率；

a2：計算模板鄰域內的各個像素與中心像素的灰度差，記初始迭代值L1，其中R為模板半徑：

將上述灰度差小于且等于L₁的灰度值歸為集合A，其余歸入集合B，進入下一輪迭代，記L₂，式中q為模板領域內某一像素與中心像素的灰度差值，A(q)，B(q)分別為集合A，B中具有等同于q值的像素點數；

以上式類推，不斷迭代計算L₃，…，Ln，直至Ln與Ln-1差值的絕對值為零時退出迭代，并將最后一次的迭代值賦值給相似比較函數中的灰度差閾值t。