基于自适应区域分割的缺口圆弧零件尺寸视觉检测方法

摘要

本发明涉及一种基于自适应区域分割的缺口圆弧零件尺寸视觉检测方法，其步骤为：⑴图像二值化；⑵缺口圆弧轮廓提取；⑶圆弧点区域自适应分割；⑷内外圆弧点分离；⑸内外圆拟合，计算O_in和O_out之间的距离即同心度，输出结果。而且，所述缺口圆弧零件图形是通过光源灯箱将被测的缺口圆弧零件的轮廓照亮，工业摄像机拍摄被照亮的缺口圆弧零件，保证零件完整地呈现在工业摄像机采集的图像中；图像数据通过数据线传输至计算机。本发明提供的基于自适应区域分割的缺口圆弧零件尺寸视觉检测方法针对具有小于半圆弧大小的缺口、不完整的内外圆弧零件的缺口或内外圆弧点进行提取，具体图像情况可实现自适应调节，输出相关参数，可满足实时、连续、准确的工业生产检测需求。

主权项

一种基于自适应区域分割的缺口圆弧零件尺寸视觉检测方法，其特征在于：其步骤为：⑴图像二值化：采用OTSU算法得到最优的二值化阈值，对获取到的缺口圆弧零件图形进行二值化处理；⑵缺口圆弧轮廓提取：采用Canny算法对二值化后的缺口圆弧图像提取轮廓点集，提取到的轮廓点像素坐标记为P_i(x_i,y_i)；⑶圆弧点区域自适应分割：a.对轮廓点P_i(x_i,y_i)进行直线拟合，获得直线l₁:ax+by+c＝0，该直线通过所有轮廓点的中点P_c(x_c,y_c)，该直线将缺口圆弧轮廓切分成两个不均匀的区域，如果为完整圆弧，则拟合出的直线将近似将圆弧平分为两个坐标区域，缺口的存在则造成拟合直线将偏离缺口所在的一段；b.根据公式d_i＝ax_i+by_i+c计算每个轮廓点P_i到直线l₁的有正负符号的距离，并从小到大排序，在最小和最大距离的两个点中，绝对值距离最大的点P_m(x_m,y_m)为垫片缺口处的一个外圆弧边缘点，直线l₁分割的两个区域中，与P_m到直线l₁距离同正负的点所在区域记为坐标区域A，不同正负的点所在区域记为坐标区域B₁(不包含缺口的内外圆弧点所在区域)；c.根据直线l₁的方程系数，构建与l₁垂直正交且过P_c点的直线l₂:‑bx+ay+d＝0，其中d＝bx_c‑ay_c，直线l₂穿过缺口，将坐标区域A划分成两个区域，两个区域的轮廓点到l₂的距离有正负之分，利用该特征，分别在划分的这两个区域内寻找到直线l₂绝对值距离最近的两个点P_in1(x_in1,y_in1)、P_in2(x_in2,y_in2)和绝对值距离最远的两个点P_out1(x_out1,y_out1)、P_out2(x_out2,y_out2)，P_out1(x_out1,y_out1)、P_out2(x_out2,y_out2)近似为外圆弧直径上的两个点，计算P_out1(x_out1,y_out1)和P_out2(x_out2,y_out2)的中点P_o(x_o,y_o)，该点作为近似圆心点，计算P_in1(x_in1,y_in1)和P_in2(x_in2,y_in2)到直线l₁距离最近的点，记为P_in(x_in,y_in)；d.构建平行于直线l₁且过点P_in的直线l₃:ax+by+e＝0，其中e＝‑ax_in‑by_in，A区域中在直线l₁和直线l₃之间的区域记为B₂，在该区域中的轮廓点为内外圆弧点；⑷内外圆弧点分离：计算已确定处于区域B₁和B₂中的内外圆弧轮廓点到近似圆心点P_o的距离，并从小到大排序，内圆弧轮廓点到P_o的距离与外圆弧轮廓点到P_o的距离会有阶跃，设定合适的阈值，即可根据该距离阶跃特征将不完整圆的内外圆弧轮廓点区分开；⑸内外圆拟合：分别对内外圆弧轮廓点进行圆拟合，获得内圆直径D_in、内圆心O_in和外圆直径D_out、外圆心O_out，计算O_in和O_out之间的距离即同心度，输出结果。