[發明專利]一種基于機器視覺的卡簧測量方法

有效

• 申請號: 202110011608.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN113191997B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張效棟;袁帥鵬;楊旭東;楊宏脈
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/90;G06T5/00
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 孫寶蕓

本發明屬于數字圖像處理技術領域，公開了一種基于機器視覺的卡簧測量方法，包括：對拍攝的彩色圖像進行通道分解，按照比例進行圖像的重新組合；對邊緣提取的Canny算子進行改進，利用改進的Canny算子提取卡簧的輪廓邊緣，獲取邊緣上的輪廓點；采用Hough圓擬合，對邊緣上的輪廓點進行擬合，求取卡簧的尺寸信息；對數據進行過濾去除數據畸變點，并利用等分原理，計算實際卡簧兩個邊緣的尺寸信息，完成卡簧的測量。本發明充分利用工業光源與工業相機，采用機器視覺的測量方法，實現了對壓裝完的卡簧進行快速并準確地測量，并把數據進行實時處理，改進后的Canny算子對輪廓邊緣的提取更加精準并具有較高的噪聲抑制效果。

技術領域

本發明屬于數字圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于機器視覺的卡簧測量方法。

背景技術

目前，卡簧是一種應用廣泛的機械零件，一般將其安裝在工件的軸槽或者孔槽之中，起著零件固定的作用?？ɑ膳c槽配合的松緊度直徑影響其工作的性能，安裝過松降低定位的效果；安裝過緊導致卡簧產生塑性變形。目前，汽車行業的快速發展帶動了卡簧的大批量生產，但是針對卡簧的幾何尺寸的測量卻仍以人工測量為主，對于卡簧的尺寸、開口的測量，現有汽車零部件生產企業基于“通、止規”的方式，采用卡簧的尺寸公差帶上下限作為兩端軸的直徑，形成一根直徑不等的檢測棒。如果卡簧可以從測試棒套入但不能從下端套出去，即認為卡簧為合格的。但是卡簧的裝配、壓裝是一道重要的工序，在完成卡簧裝備、壓裝后，通用的方法是通過工人測量確定卡簧是否壓裝合格。卡簧的形狀較小、較薄，在長期的單一重復性工作中，工人容易產生疲勞，導致不合格的產品流入到應用市場中。不同的工人操作的手法力度寬嚴也不盡相同，對于臨界尺寸合格性的判斷會產生相對應的差異。目前的測量方法與卡簧的市場需求不相匹配，成為提高企業生產效率的一個瓶頸。

同時，傳統Canny算子高斯核函數的方差和高低閾值均是人工進行設定，對圖像的自適應能力差，對噪聲敏感。另外，現有技術中利用閾值提取并進行圓擬合的方法，存在測量精度不高、穩定性差的技術問題。因此，亟需一種新的卡簧測量方法。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)卡簧的形狀較小、較薄，在長期的單一重復性工作中，工人容易產生疲勞，導致不合格的產品流入到應用市場中。不同的工人操作的手法力度寬嚴也不盡相同，對于臨界尺寸合格性的判斷會產生相對應的差異。目前的測量方法與卡簧的市場需求不相匹配，成為提高企業生產效率的一個瓶頸。

(2)傳統Canny算子高斯核函數的方差和高低閾值均是人工進行設定，對圖像的自適應能力差，對噪聲敏感。

(3)現有技術中利用閾值提取并進行圓擬合的方法，存在測量精度不高、穩定性差的技術問題。

解決以上問題及缺陷的難度為：

解決以上問題及缺陷的意義為：

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于機器視覺的卡簧測量方法，尤其涉及一種基于機器視覺測量系統的針對卡簧的測量方案。

本發明是這樣實現的，一種基于機器視覺的卡簧測量方法，所述基于機器視覺的卡簧測量方法包括以下步驟：

步驟一，對拍攝的彩色圖像進行通道分解，按照比例進行圖像的重新組合；

步驟二，對邊緣提取的Canny算子進行改進，利用改進的Canny算子提取卡簧的輪廓邊緣，獲取邊緣上的輪廓點；

步驟三，采用Hough圓擬合，對邊緣上的輪廓點進行擬合，求取卡簧的尺寸信息；

步驟四，對數據進行過濾去除數據畸變點，并利用等分原理，計算實際卡簧兩個邊緣的尺寸信息，完成卡簧的測量。

進一步，步驟一中，所述對拍攝的彩色圖像進行通道分解，按照比例進行圖像的重新組合的方法，包括：