| 主权项 |
权利要求书1、一种静态刀具图像的精密测量方法，其特征是采用下面的步骤：步骤1：CCD相机采集到的刀具彩色图像传输到计算机中，将其转换成灰度图像，同时将其转化成二值图像；步骤2：对步骤1得到的刀具二值图像，利用图像形态学算子作形态学滤波、形态学梯度、细化、修剪一系列处理，可得到刀具的二值图像边缘；步骤3：首先对步骤2得到的刀具二值图像边缘进行跟踪，得到刀具图像轮廓数据，再利用最小二乘法拟合轮廓曲线，结合斜率和曲率信息确定刀具图像轮廓的特征点：角点和切点，并对刀具图像轮廓曲线作分段识别；步骤4：对步骤1得到的刀具灰度图像作亚像素边缘定位；亚像素边缘定位方法分为3个步骤：首先，以当前点为中心，确定一个矩形区域，分别对区域内纵向的数据作最小二乘法拟合，由拟合后的曲线函数得到修正的数据；然后，对上一步得到的修正后的矩形区域内数据分别作横向的B样条拟合，得到拟合后的曲线函数；最后，根据拟合后的曲线函数，求取曲线函数的一阶导数，在一阶导数最大处确定刀具图像的亚像素边缘值，即得到的图像轮廓上直线段和圆弧段的图像点的精确位置；步骤5：对步骤4得到的刀具图像的亚像素边缘值：刀具图像轮廓上直线段和圆弧段的图像点的精确位置，采用刀具几何参数测量方法就可以得到高精度的刀具几何参数：长度、角度、半径；所述的刀具几何参数测量方法是：(1)测量长度时，在刀具图像边缘两侧AB、CD上利用步骤4分别确定n个亚像素边缘点，再利用最小二乘法拟合出AB、CD的直线方程，AB上第i点到CD的距离可由点到直线距离公式计算出di，然后计算平均距离(2)测量角度时，首先在夹角两侧直线上利用步骤4分别确定两侧直线上的亚像素边缘点，再利用最小二乘法拟合出两侧直线方程，最后根据两侧直线的斜率计算出两侧直线之间的角度θ；(3)测量半径时，采用圆心法测量；所述的圆心法是指先求出刀具图像圆弧段的圆心，再利用圆心到圆弧切线的距离求得半径，它的具体步骤如下：(a)利用步骤4分别确定圆弧两侧切线的亚像素边缘点，利用最小二乘法拟合出圆弧两侧的切线方程，将切线ME、NF延长相交于一点D，在它们的角平分线DK上搜索圆心；(b)在角平分线DK上取点Ai，它到直线的距离记为hi，到圆弧轮廓上点B的距离为gi，沿着角平分线DK向下取点搜索，直到满足gi-1＜hi-1且gi＞hi，则确定圆心位于Ai与Ai-1之间的区域；(c)取像素间距的十分之一作为步长，在点Ai与Ai-1之间的区域搜索，设定阈值T，当判断公式|gi-1-hi-1|＜T成立时，确定更小的区域；(d)取像素间距的百分之一作为步长，根据上一步的方法继续搜索，得到精确的圆心坐标值；步骤6：根据步骤4和步骤5就可以得到刀具所要测量的边缘上各个亚像素边缘点和边缘几何参数，由此就可以得到整个刀具所要测量的边缘的包络。 |
