[發(fā)明專利]一種深溝窄槽視覺(jué)檢測(cè)鏡頭防碰撞控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110894324.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113487687B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紫琳;鄧耀華;孫成;李偉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T7/70;G06T7/136
• 代理公司: 佛山市君創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44675
• 代理人: 杜鵬飛

本發(fā)明公開(kāi)一種深溝窄槽視覺(jué)檢測(cè)鏡頭防碰撞控制方法，包括以下步驟：將內(nèi)窺鏡置于運(yùn)動(dòng)控制模塊上；運(yùn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)內(nèi)窺鏡自動(dòng)檢索目標(biāo)窄槽；采集深溝窄槽照片，提取圖像中窄槽特征和窄槽輪廓，并計(jì)算窄槽寬度；提取中心線，基于中心線選取中心定位點(diǎn)；在內(nèi)窺鏡進(jìn)入深溝窄槽前設(shè)定一個(gè)內(nèi)窺鏡伸入點(diǎn)位的可信度閾值；運(yùn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)內(nèi)窺鏡使其視野范圍的中心與中心定位點(diǎn)相重合，并逐漸伸入深溝窄槽中；不斷進(jìn)行可信度評(píng)級(jí)和驗(yàn)證；若判斷結(jié)果為不可信，繼續(xù)對(duì)位，反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證和矯正；若判斷結(jié)果為可信等級(jí)，內(nèi)窺鏡繼續(xù)向下伸入深溝窄槽中。該防碰撞控制方法能夠保證使內(nèi)窺鏡安全進(jìn)入深溝窄槽中，防止鏡頭和待檢元件損壞，可靠性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視覺(jué)檢測(cè)控制方法，具體涉及一種深溝窄槽視覺(jué)檢測(cè)鏡頭防碰撞控制方法。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的成熟，視覺(jué)檢測(cè)被廣泛運(yùn)用于工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。特別是內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)，更是突破了人眼的所不能觸及的極限，能在密封空腔內(nèi)觀察內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)與狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離觀察與操作。

但是,在一些復(fù)雜工件常含有細(xì)小而狹長(zhǎng)的深溝窄槽，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的窄小而深的水道，這為自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)帶來(lái)一定困難，在進(jìn)入深溝窄槽時(shí)容易碰撞窄槽外壁，導(dǎo)致鏡頭或待檢工件損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述存在的問(wèn)題，提供一種深溝窄槽視覺(jué)檢測(cè)鏡頭防碰撞控制方法，該防碰撞控制方法能夠保證使內(nèi)窺鏡安全進(jìn)入深溝窄槽中，防止鏡頭和待檢元件損壞，可靠性強(qiáng)，為實(shí)現(xiàn)深溝窄槽的自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)提供可能。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種深溝窄槽視覺(jué)檢測(cè)鏡頭防碰撞控制方法，包括以下步驟：

(1)將內(nèi)窺鏡置于運(yùn)動(dòng)控制模塊上；對(duì)內(nèi)窺鏡的視覺(jué)檢測(cè)相機(jī)進(jìn)行視覺(jué)標(biāo)定；

(2)將含有待檢窄槽的工件垂直放在內(nèi)窺鏡的正下方；運(yùn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)內(nèi)窺鏡自動(dòng)檢索目標(biāo)窄槽，使拍攝視野內(nèi)出現(xiàn)待檢目標(biāo)，以完成待檢深溝窄槽的初步定位；

(3)采集深溝窄槽照片，提取圖像中窄槽特征，利用像素邊緣信息提取窄槽輪廓，并計(jì)算窄槽寬度；

(4)得出深溝窄槽輪廓后，提取中心線；再基于中心線的其中一個(gè)點(diǎn)作為內(nèi)窺鏡進(jìn)入的中心定位點(diǎn)；

(5)在內(nèi)窺鏡進(jìn)入深溝窄槽前設(shè)定一個(gè)內(nèi)窺鏡伸入點(diǎn)位的可信度閾值，用于判斷內(nèi)窺鏡伸入是否會(huì)碰撞元件；

(6)將深溝窄槽寬度和中心定位點(diǎn)的坐標(biāo)信息傳遞到運(yùn)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊驅(qū)動(dòng)內(nèi)窺鏡，使其視野范圍的中心與選定的窄槽中心定位點(diǎn)相重合，并逐漸伸入深溝窄槽中；在下降過(guò)程中，不斷進(jìn)行可信度評(píng)級(jí)和驗(yàn)證，如步驟(7)所示；

(7)根據(jù)當(dāng)前的內(nèi)窺鏡坐標(biāo)，按照步驟(5)計(jì)算得出當(dāng)前可信度等級(jí)，判斷內(nèi)窺鏡視野中心坐標(biāo)是否在設(shè)定的范圍之內(nèi)；

(8)若判斷結(jié)果為不可信，回到步驟(6)繼續(xù)對(duì)位，反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證和矯正；若判斷結(jié)果達(dá)到設(shè)定的可信等級(jí)，內(nèi)窺鏡繼續(xù)向下伸入深溝窄槽中，直至內(nèi)窺任務(wù)完成。

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在步驟(4)中，提取中心線的方法包括以下步驟：

獲取原圖，進(jìn)行圖像預(yù)處理；進(jìn)行閾值分割，并提取感興趣區(qū)域；提取區(qū)域骨架；提取并顯示中心線。

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在步驟(5)中，可信度閾值的計(jì)算方法包括以下步驟：

設(shè)定深溝窄槽的寬度為w、內(nèi)窺半徑為r，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得內(nèi)窺鏡的移動(dòng)坐標(biāo)的允許范圍寬度m為：

m＝w-2r；

根據(jù)內(nèi)窺鏡的位置和允許范圍寬度m的關(guān)系劃分為不同等級(jí)的可信度，內(nèi)窺鏡位置在允許范圍之外設(shè)定為不可信，在此之內(nèi)設(shè)定為可信；