[發明專利]一種基于灰度及邊緣信息融合復雜圓定位方法

在審

• 申請號: 202111507461.4
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN113920146A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 何銘儀;胡芬;吳潔;許江華;張志勇;倪軍
• 申請（專利權）人: 杭州安脈盛智能技術有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/136;G06T7/73;G06T5/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明提出一種基于灰度及邊緣信息融合復雜圓定位方法，包括以下步驟：分析圖像中圓的半徑以及圓心坐標等相關特征，根據相關特征構建判斷圓定位是否成功的關聯模型；將圖像進行預處理，得到有效的圖像，對有效圖像進行增強處理，得到增強圖像；根據增強圖像灰度信息，設定灰度值閾值，對增強圖像進行閾值分割處理，得到圓的初定位區域，減少圖像無效區域以及干擾；根據圖像邊緣信息，對圓初定位區域進行提取輪廓處理，通過輪廓特征篩選合適輪廓；對篩選后輪廓，進行圓擬合處理，得到零或多個圓；通過關聯模型，判斷圓定位是否成功。本發明與傳統的方法相比在圓定位準確率上有十分大的優勢，并且具有較強的魯棒性，能夠適應復雜環境下的許多變化。

技術領域

本發明涉及圓定位技術領域，尤其是一種基于灰度及邊緣信息融合復雜圓定位方法。

背景技術

隨著計算機技術的發展和計算機視覺原理的廣泛應用，利用計算機圖像處理技術對工業自動化中的產品進行實時定位研究越來越熱門。在工業、制造業中，有著對產品進行尺寸檢測、瑕疵檢測等大量的工作，引入機器視覺的自動檢測方法，相比于人工檢測，能大大降低工人的檢測勞動強度，檢測精度高、速度快，可以有效保證產品的合格率。

在機器視覺中，最基礎也是最重要的是對產品進行定位，若定位失敗了或者定位不穩定，往往無法進行下一步檢測工作，在工廠中，產品的成像效果往往難以保證一致性，比如成像效果包含灰度信息、邊緣信息等，容易受環境、成像硬件等影響。參考中國專利公開號為CN103606167B的一種用于缺陷檢測的瓶蓋圖像外輪廓確定方法，包括：開發一個圓定位工具，該工具為一個在屏幕上顯示的工具，由一個圓、在圓周上等分布的若干箭頭組成；在進行自動檢測之前，先采集一幅瓶蓋圖像，并在屏幕上顯示該圖像；利用圓定位工具，對瓶蓋圖像進行定位，初步確定瓶蓋大?。挥嬎愠鰣A定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標；在進行自動檢測時，利用該工具，提取待檢測的瓶蓋的圖像，得到二值圖；得到待檢測的瓶蓋的圖像的圓心坐標和半徑；找出待檢測的瓶蓋的外圓輪廓上所有輪廓點。本發明利用一個屏幕工具，快速準確地檢測出瓶蓋圖像的外輪廓。當需要在背景復雜、圖像信息多變的情況下進行圓定位的時候，傳統、單一的圓定位方法往往容易出現位置的確定誤差大，精度低或定位失敗情況。

發明內容

本發明解決了傳統圓定位方法位置確定誤差大及精度低的問題，提出的基于灰度及邊緣信息融合的復雜圓定位方法，與傳統、單一的方法相比在圓定位準確率上有十分大的優勢，并且具有較強的魯棒性，能夠適應復雜環境下的許多變化。

為實現上述目的，提出以下技術方案：

一種基于灰度及邊緣信息融合復雜圓定位方法，包括以下步驟：

S1，采集圖像并提取圖像中圓的相關特征，根據圓的相關特征構建關聯模型；

S2，對采集到的圖像進行預處理，得到有效圖像，并對有效圖像進行增強處理，得到增強圖像；

S3，獲取增強圖像的灰度信息，并設定灰度值的閾值，對增強圖像進行閾值分割，得到圓的初定位區域，記錄循環次數num；

S4，獲取增強圖像的邊緣信息，在得到圓初定位區域內根據輪廓特征進行輪廓提取以及篩選處理，得到有效輪廓；

S5，通過有效輪廓進行圓擬合處理，得到若干個擬合圓；

S6，利用關聯模型判斷擬合圓是否正確，若是，圓定位成功；若否判斷循環次數num是否大于限定值n，若是，圓定位失敗，若否，循環次數num加1，返回S3。

本發明首先采集圖像及提取圖像圓的相關特征，構建關聯模型，用于判斷圓定位正確性，再根據圖像灰度、邊緣信息確定圓的初定區域，并且記錄循環次數num，減少無效區域，進一步提高定位正確性，再對圓的初定區域進行輪廓提取和對輪廓進行進一步篩選，獲取有效輪廓，再對有效輪廓進行圓擬合處理，獲取零或多個圓，再通過關聯模型，對圓進行正確性、精度判斷，若定位成功，則程序結束，反之定位失敗，繼續重新設定灰度閾值，繼續進行根據灰度、邊緣信息進行圓擬合等操作，直到圓定位成功或循次數num大于循環次數閾值n；從而可以提高圓定位準確性、精度。