[發明專利]一種上向圓柱型深孔自動對孔方法及井下炸藥現場混裝車

有效

• 申請號: 202110252832.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112907606B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 鄧宏貴;劉陽;曾憲孝;陸冠玉;張澤宇;徐齊國;王紫琦;陸宇飛;王書敏;夏勇軍;謝倍忠;易定明
• 申請（專利權）人: 中南大學;湖南華曠科技有限公司
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/181;G06V10/44
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產權代理事務所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

1.一種上向圓柱型深孔自動對孔方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取目標深度圖像；其中，所述目標深度圖像由設置于移動平臺上的深度傳感器采集得到，所述移動平臺朝向一個上向圓柱型深孔；

將所述目標深度圖像轉換為灰度圖像；

采用區域生長法提取所述灰度圖像的上向圓柱型深孔部分圖像，采用邊緣檢測算法提取上向圓柱型深孔部分圖像的邊緣圖像，對提取出的上向圓柱型深孔邊緣圖像進行非完整圓擬合，計算出上向圓柱型深孔圓的圓心位置及半徑；

根據提取出的上向圓柱型深孔的圓心位置，水平移動所述移動平臺，使所述移動平臺的頂部對準所述上向圓柱型深孔的圓心；

利用上向圓柱型深孔軸線傾斜補償算法計算所述上向圓柱型深孔的軸線傾斜角度，具體為：

通過對灰度圖像提取出的上向圓柱型深孔圖像部分的灰度最大值對應的深度值a、提取出的上向圓柱型深孔圖像的灰度最小值對應的深度值b和非完整圓輪廓檢測算法計算出的上向圓柱型深孔半徑r來計算上向圓柱型深孔軸線傾斜角度θ，計算公式如下：

根據上向圓柱型深孔的軸線傾斜角度，以移動平臺頂部為球心旋轉移動平臺，使移動平臺的頂部軸線對準所述上向圓柱型深孔的軸線。

2.根據權利要求1所述的上向圓柱型深孔自動對孔方法，其特征在于，將所述目標深度圖像轉換為灰度圖像具體為：

獲取所述目標深度圖像中的每個像素點的深度數據d；

獲取深度數據d中的最大深度數據值d_max和最小深度數據值d_min；

對所述目標深度圖像的每一個深度數據d根據如下計算公式轉換為灰度數據g：

根據轉換得到的灰度數據d生成灰度圖像。

3.根據權利要求1所述的上向圓柱型深孔自動對孔方法，其特征在于，在將所述目標深度圖像轉換為灰度圖像之后，還包括：

依次采用高通平滑濾波和直方圖均衡化兩種方法對所述灰度圖像進行濾波以及提高對比度；其中，采用高通平滑濾波器來使灰度圖像突出邊界和細節，其次采用直方圖均衡化使灰度圖像的高頻成分均衡，提高對比度，銳化邊界。

4.根據權利要求2所述的上向圓柱型深孔自動對孔方法，其特征在于，在采用區域生長法提取所述灰度圖像的上向圓柱型深孔部分圖像時，區域生長法的種子點選取為灰度圖像中的灰度值最大的像素點，生長準則為：

g_max-g≤T

其中，g_max為灰度圖像中的灰度最大值，g為當前像素點的灰度值，T為設定的生長閾值。

5.根據權利要求4所述的上向圓柱型深孔自動對孔方法，其特征在于，還包括：

對提取的上向圓柱型深孔部分圖像，用對應原位置的像素點填充為矩形分割圖像，并同樣在填充后的矩形分割圖像的四周再根據對應位置的原圖像素點的像素值擴充原圖像素點。

6.根據權利要求4所述的上向圓柱型深孔自動對孔方法，其特征在于，所述邊緣檢測算法為canny算法，對提取出的上向圓柱型深孔邊緣圖像進行非完整圓擬合時采用改進的KASA非完整圓輪廓檢測算法；其中，改進的KASA非完整圓輪廓檢測算法的目標優化模型的目標函數如下：

其中，(x_i，y_i)為上向圓柱型深孔分割圖像的像素點位置坐標，n為提取出的邊緣圖像的邊緣像素個數，A、B、C、D滿足圓方程：

A(x²+y²)+Bx+Cy+D＝0

其中(x，y)為圓心坐標，目標優化模型的約束條件如下：

B²+C²-4AD＝1。