一種基于最大內(nèi)切圓的橢圓孔組檢測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種基于最大內(nèi)切圓的橢圓孔組檢測(cè) 方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在機(jī)械零件加工過程中，對(duì)生產(chǎn)的零件的尺寸規(guī)格進(jìn)行檢測(cè)是不可缺少的一個(gè)環(huán) 節(jié)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法有綜合量規(guī)測(cè)量和三坐標(biāo)機(jī)檢測(cè)。但是，綜合量規(guī)測(cè)量檢驗(yàn)對(duì)被測(cè)孔組 的實(shí)際尺寸和形狀的測(cè)量靈敏度不高。三坐標(biāo)機(jī)檢測(cè)對(duì)操作人員有較高的技術(shù)要求，而且 成本較高。隨著科技水平的不斷提高，機(jī)器視覺技術(shù)被逐步運(yùn)用到工件的在線監(jiān)測(cè)。對(duì)于 橢圓工件的機(jī)器視覺處理，研宄人員不斷地從多種方面進(jìn)行探索，通過利用橢圓的對(duì)稱性， 弦中點(diǎn)，梯度信息等幾何性質(zhì)，隨機(jī)Hough變換等技術(shù)和方法，從不同角度有效減少了橢圓 檢測(cè)的時(shí)空消耗。但是利用幾何特征和梯度信息來檢測(cè)橢圓，其檢測(cè)精度容易受圖像背景 噪聲的干擾，而隨機(jī)Hough變換也存在著因采樣點(diǎn)的隨機(jī)性而造成參數(shù)空間的無(wú)效累積等 不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種基于最大內(nèi)切圓的 橢圓孔組檢測(cè)方法和系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)孔組檢測(cè)方法成本高、時(shí)間消耗大、精度低等缺點(diǎn)。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0005] 一種基于最大內(nèi)切圓的橢圓孔組檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0006] (1)采集工件圖像信息；
[0007] (2)對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行圖像預(yù)處理；
[0008] (3)根據(jù)圖像信息上的橢圓孔分布對(duì)圖像信息進(jìn)行分塊，每塊圖像上均有1個(gè)橢 圓孔；
[0009] (4)利用最大內(nèi)切圓算法求解出每塊圖像中橢圓孔的短半軸長(zhǎng)、長(zhǎng)半軸長(zhǎng)和傾斜 角；
[0010] (5)將橢圓孔的短半軸長(zhǎng)、長(zhǎng)半軸長(zhǎng)和傾斜角與標(biāo)準(zhǔn)橢圓孔尺寸進(jìn)行比照，判斷工 件上的橢圓孔組是否合格。
[0011] 其中，步驟（2)中所述圖像預(yù)處理的步驟依次為對(duì)圖像去噪、對(duì)圖像進(jìn)行二值化 和對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)。
[0012] 其中，所述邊緣檢測(cè)為Canny邊緣檢測(cè)。
[0013] 其中，步驟（4)的具體內(nèi)容如下：
[0014] (a)計(jì)算橢圓的m條水平掃描線，并將第i條水平掃描線與橢圓交點(diǎn)an、a i2計(jì)入 集合 S，i = 1，2,…，m ;
[0015] (b)計(jì)算S集合內(nèi)所有I anai21的中點(diǎn)&i，通過最小二乘擬合得到水平掃描中點(diǎn)線， 并求出水平掃描中點(diǎn)線與橢圓的交AApA2，計(jì)算線段IA1A2I的中點(diǎn)M 1;
[0016] (c)按照步驟（a)、(b)的方法求解出橢圓的垂直掃描中點(diǎn)線與橢圓的交點(diǎn)所連線 段的中點(diǎn)M 2，以Im1M2I中點(diǎn)(^為圓心，Im1M2I為直徑取圓C 1;
[0017] ⑷求出過點(diǎn)O1的水平直線與橢圓的交點(diǎn)PnP2，以0$圓心，HiaxilO 1P1I, IoiP2Il 為半徑作圓C2;
[0018] (e)若圓(：2與橢圓有4個(gè)交點(diǎn)，依次記為卩3、？ 4、？5、？6，或者圓(：2與橢圓有3個(gè)交 點(diǎn)，即？3與P4重合或者P 5與P6重合，則以弧長(zhǎng)和@為范圍，計(jì)算圓C1內(nèi)的每個(gè)點(diǎn)到 該范圍內(nèi)的橢圓邊界點(diǎn)的最小距離dmin，并記入集合H ;若圓C2與橢圓只有一個(gè)或兩個(gè)交點(diǎn) 時(shí)，則計(jì)算圓C1內(nèi)的每個(gè)點(diǎn)到橢圓所有邊界點(diǎn)的最小距離dmin，并記入集合H ;
[0019] (f)求出集合H內(nèi)的max{dmin}，及max{dmin}對(duì)應(yīng)的C 1內(nèi)的點(diǎn)0 ;
[0020] (g)以〇為中心，max{dmin}為半徑，作圓交橢圓于&為兩點(diǎn)，此圓即為橢圓的最大 內(nèi)切圓，Ion1I即為橢圓短半軸長(zhǎng)，分別求得橢圓的傾斜角θ和橢圓短軸所在直線
[0021] (h)在線段 In1N2I 上取點(diǎn) K」，j = 1，2, ...，n，將 In1N2I 等分成 n+l 份，過 Kj作 IN1N2 的垂線交橢圓與Dj1, Dj2，計(jì)算dj= ID以21 /2,，將{Κ」，dj}計(jì)入集合Q ;
[0022] ⑴對(duì)集合Q內(nèi)的元素 IKj, dj}利用最小二乘擬合，求得IKj, dj}對(duì)應(yīng)函數(shù)的最大 值dmax，即橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)。
[0023] 本發(fā)明還包括基于上述橢圓孔組檢測(cè)方法的檢測(cè)系統(tǒng)，包括工件臺(tái)、發(fā)光元件、攝 像機(jī)、圖像采集卡、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲(chǔ)器、控制臺(tái)和報(bào)警器，所述發(fā)光元件將光源照射在工 件臺(tái)上，攝像機(jī)拍攝工件臺(tái)上工件的圖像，并通過圖像采集卡將工件圖像傳送給數(shù)據(jù)處理 模塊，數(shù)據(jù)處理模塊采用最大內(nèi)切圓算法計(jì)算出工件上橢圓孔組的尺寸數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)保 存在存儲(chǔ)器中，同時(shí)將該數(shù)據(jù)傳送給控制臺(tái)，控制臺(tái)將計(jì)算的橢圓孔組尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn) 行比照，根據(jù)比照結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警和工件臺(tái)的動(dòng)作。
[0024] 采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果：
[0025] 本發(fā)明采用機(jī)器視覺技術(shù)與橢圓最大內(nèi)切圓算法相結(jié)合的橢圓孔組檢測(cè)方法，可 以在很短的時(shí)間內(nèi)精確測(cè)定橢圓孔組的尺寸。相對(duì)于傳統(tǒng)的橢圓孔組檢測(cè)，具有耗時(shí)短，精 度高等優(yōu)點(diǎn)，可有效應(yīng)用于橢圓孔組工件的自動(dòng)化檢測(cè)。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明檢測(cè)方法的流程圖。
[0027] 圖2?圖6是本發(fā)明檢測(cè)方法中獲取橢圓孔最大內(nèi)切圓的各步驟示意圖。
[0028] 圖7是本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030] 如圖1所示本發(fā)明檢測(cè)方法的流程圖，一種基于最大內(nèi)切圓的橢圓孔組檢測(cè)方 法，包括以下步驟：
[0031] (1)米集工件圖像?目息。
[0032] (2)對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行圖像預(yù)處理。由于在圖像采樣過程中會(huì)存在噪聲，這對(duì) 零件圖像的后期檢測(cè)精度與耗時(shí)上都會(huì)造成一定的誤差。所以，在對(duì)孔組工件的圖像樣品 進(jìn)行相關(guān)尺寸測(cè)量之前，先要最大程度的減少噪聲。為減小噪聲，采用中值濾波法和形態(tài)學(xué) 開運(yùn)算移除小目標(biāo)法相結(jié)合的方法。其次，對(duì)去噪后的圖像作邊緣檢測(cè)，采用Canny檢測(cè)算 子。
[0033] (3)根據(jù)圖像信息上的橢圓孔分布對(duì)圖像信息進(jìn)行分塊，每塊圖像上均