[發(fā)明專利]一種基于二維圖像的圓弧角點(diǎn)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110181810.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN112700443A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京平恒智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13;G06K9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N動(dòng)態(tài)匹配工業(yè)產(chǎn)品圓弧切點(diǎn)及圓弧頂點(diǎn)的方法。本方法中，采用兩個(gè)框動(dòng)態(tài)匹配的方法，第一個(gè)框擬合圓弧并輸出圓弧各點(diǎn)角度，第二個(gè)框擬合直線并返回直線角度，通過兩個(gè)框角度值動(dòng)態(tài)匹配，找到最小差值點(diǎn)，并輸出該點(diǎn)到直線距離；若第一框未輸入第二框角度值，通過調(diào)整第一框圓弧輸出點(diǎn)坐標(biāo)，可以返回圓弧頂點(diǎn)，得出圓弧頂點(diǎn)到直線距離。本發(fā)明申請(qǐng)可以應(yīng)用在多種視覺檢測(cè)系統(tǒng)中，解決了圓弧切點(diǎn)和圓弧頂點(diǎn)不能動(dòng)態(tài)匹配、擬合點(diǎn)精度不夠的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及工業(yè)機(jī)器視覺圖像檢測(cè)與模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體地，針對(duì)那些需要快速且高精準(zhǔn)對(duì)圓弧角點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)的圖像處理技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的更新迭代，工業(yè)品尺寸測(cè)量、缺陷檢測(cè)等需求的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、精準(zhǔn)化需求越來越強(qiáng)烈，這對(duì)我們視覺算法的便捷性、高效性、準(zhǔn)確性提出了更高的要求。

現(xiàn)有的角點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)直線與直線、圓弧與直線的交點(diǎn)，對(duì)于純圓弧段對(duì)于目標(biāo)直線的切點(diǎn)與該直線的距離，以及圓弧最遠(yuǎn)端到指定輪廓線的最近點(diǎn)及距離，并沒有給出直觀測(cè)量方法。

以工程上測(cè)量圓弧到線距離時(shí)，其實(shí)際方法為將圓弧到線分解為圓弧圓心到直線距離加上弧半徑，而不是直接從圓弧切點(diǎn)到直線距離；弧頂點(diǎn)在工業(yè)品檢測(cè)領(lǐng)域，實(shí)際并沒有匹配特別好的算法，不能返回輪廓與圓弧最遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)。同時(shí)，由于產(chǎn)品生產(chǎn)中的制造誤差，圓弧類產(chǎn)品不可能與理想圓弧完全匹配，擬合圓弧過程中還存在出現(xiàn)多段不同半徑圓弧的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域存在的問題，本發(fā)明旨在通過研發(fā)一種基于的圓弧角點(diǎn)檢測(cè)算法，在提升輪廓匹配準(zhǔn)確率的前提下，減少產(chǎn)品圓弧擬合誤差，解決背景技術(shù)中圓弧擬合中出現(xiàn)多段圓弧，以及圓弧頂點(diǎn)和圓弧切點(diǎn)擬合不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

1）根據(jù)所述原理，加載一張包含指定圓弧的圖片，圖片要求相對(duì)完整，有連續(xù)邊界圓弧，同時(shí)要求待測(cè)圖片沒有翹起等影響圖片測(cè)量厚度均勻性的因素；

2）處理后的圖像內(nèi)部、邊緣二值化處理；

3）在待測(cè)產(chǎn)品圖上添加兩個(gè)檢測(cè)框，第一個(gè)框?qū)⒅付▓D像圓弧段包含其中，第二個(gè)框用于將目標(biāo)直線包含其中；

4）分別對(duì)兩個(gè)檢測(cè)框進(jìn)行圖像提取；

5）針對(duì)第一個(gè)框，對(duì)圓弧段進(jìn)行擬合，得到目標(biāo)圓弧；

6）若只擬合到一段圓弧，即利用圓弧上點(diǎn)切線角度算子，返回各點(diǎn)切線角度值，并輸出數(shù)組；若擬合到多段圓弧，則需要利用算法進(jìn)行多段圓弧拼接，得到整體的圓弧段斜率數(shù)組；

7）針對(duì)第二個(gè)框，擬合出目標(biāo)直線并利用反三角原理，返回待測(cè)直線角度；

8）對(duì)角度值根據(jù)四個(gè)不同象限進(jìn)行變換，保證變換前后每個(gè)點(diǎn)與直線對(duì)應(yīng)關(guān)系不變；

9）用第二框待測(cè)直線叫角度值遍歷第一框，在圓弧的角度數(shù)組中進(jìn)行比較大小，更新迭代找與直線角度差值最小的圓弧角度值；

10)輸出該圓弧角度值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo)（x1,y1）；

11)計(jì)算該點(diǎn)到目標(biāo)直線的垂線距離，該距離即為目標(biāo)直線圓弧切點(diǎn)到該直線的距離。

若對(duì)第一個(gè)框返回圓弧切線角度數(shù)組中間角度值；返回該角度值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)（x2,y2）；從該點(diǎn)到目標(biāo)直線作垂線，垂線段距離即為圓弧頂點(diǎn)到指定直線的距離。

針對(duì)存在圓弧段的多種工業(yè)品，本發(fā)明適用待檢圖像大小適中、圖像平整度較好，存在較規(guī)則圓弧段的產(chǎn)品。

附圖說明

通過閱讀參照附圖對(duì)所述圓弧角點(diǎn)檢測(cè)給出詳細(xì)描述，本發(fā)明的發(fā)明目的、工作原理、使用方法等會(huì)更明顯。

圖1為本發(fā)明對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品的檢測(cè)效果圖。

圖2詳細(xì)展示了產(chǎn)品的增加兩個(gè)檢測(cè)框、一個(gè)定位框的檢測(cè)定位效果圖。