[發(fā)明專利]一種用于線激光蒙皮對縫測量的光條細化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110182592.3
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112906711A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瀧杲;黃翔;李根;魯小翔;樓佩煌;錢曉明;陶克梅;王靜波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué);南京航空航天大學(xué)蘇州研究院
• 主分類號: G06K9/44
• 分類號: G06K9/44;G06K9/40;G06K9/46
• 代理公司: 蘇州國卓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32331
• 代理人: 康進廣

本發(fā)明公開了一種用于線激光蒙皮對縫測量的光條細化方法，涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域；包括如下步驟：根據(jù)光條端點序號識別對縫測量區(qū)域；對識別出的對縫測量區(qū)域圖像采用自適應(yīng)全變分濾波函數(shù)去除光條圖像噪聲；采用改進的模糊C均值方法分割光條圖像，將光條從原圖像中分離出來；采用基于骨架提取模板與區(qū)域灰度重心的方法提取光條中心，獲取蒙皮表面線激光光條的中心像素坐標。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1)快速識別對縫測量區(qū)域，提高后續(xù)圖像處理效率；2)能夠顯著去除光條圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，有效提高圖像信噪比；3)通過優(yōu)化后的模糊C均值算法提高了光條分割方法對圖像噪聲的抗干擾性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于線激光蒙皮對縫測量的光條細化方法。

背景技術(shù)

線激光發(fā)射器投射出結(jié)構(gòu)光，與蒙皮對縫發(fā)生干涉，圖像傳感器采集光條圖像，蒙皮對縫處的2D結(jié)構(gòu)光形貌反映了對縫處階差與間隙的3D輪廓信息，由于在該過程中，圖像傳感器自身和外界光照環(huán)境會對蒙皮測量圖像造成干擾，使得圖像采集結(jié)果中包含噪聲，其中以高斯噪聲和椒鹽噪聲為主，因此，飛機蒙皮對縫的結(jié)構(gòu)光測量圖像處理與光條特征提取影響著整個對縫測量系統(tǒng)的精度和可靠性。

目前在光條細化存在兩個問題：一是大多圖像去噪方法一般都是在空間域上對原圖像直接進行相關(guān)運算，進而改變部分被噪聲干擾的像素灰度值，以達到圖像濾波效果，但是這些方法無不造成圖像關(guān)鍵特征模糊；二是目前常用的結(jié)構(gòu)光光條中心提取方法，如重心法、極值法、Hessian矩陣法都是基于光條截面能量分布為近高斯分布，隨著線激光器硬件本身質(zhì)量的提高，目前激光器投射出的光條截面能量分布已經(jīng)呈現(xiàn)出非高斯分布形態(tài)，繼續(xù)采用傳統(tǒng)的光條中心提取方法已經(jīng)無法準確的提取光條中心。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種用于線激光蒙皮對縫測量的光條細化方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種用于線激光蒙皮對縫測量的光條細化方法，包括如下步驟：

S1：根據(jù)光條端點序號識別對縫測量區(qū)域；

S2：基于光條端點識別蒙皮對縫區(qū)域；

S3：對識別出的對縫測量區(qū)域圖像采用自適應(yīng)全變分濾波函數(shù)去除光條圖像噪聲；

S4：對去噪后的圖像采用改進的模糊C均值方法分割光條圖像；

S5：對分割后的圖像采用基于雙重模板和區(qū)域灰度重心方法對光條進行細化。

優(yōu)選地：所述S2中，其具體步驟為：

S21：輸入原圖像后采用中值濾波器對圖像進行濾波；

S22：提取光條中心，提取的結(jié)果光條中心線在局部區(qū)域存在明顯的波動，這里只用于輔助識別對縫區(qū)域；

S23：提取光條端點并按照光條進行排序，其中第一根光條端點序號為1/2/3/4，另一根光條端點序號為5/6/7/8，光條端點可通過搜索目標像素8鄰域內(nèi)像素個數(shù)來識別，非端點的像素8鄰域內(nèi)除了目標像素本身還存在兩個灰度非零像素；

S24：處于點2/3/6/7的中間區(qū)域為對縫區(qū)域，截取這部分作為新的初始圖像，對其進行去噪和光條分割，尺寸大小與測量距離和相機分辨率有關(guān)。

優(yōu)選地：所述S2中，全變分濾波函數(shù)如下：

式中，β0，λ0；Ω是Rⁿ中具有Lipschitzian邊界的有界區(qū)域；K是L¹(Ω)中封閉的凸子集；X＝L¹(Ω)∩BV(Ω)，BV(Ω)表示定義函數(shù)的空間；k是自適應(yīng)函數(shù)α(x)的一個參數(shù)；G_σ是參數(shù)為σ的高斯濾波器。