本發(fā)明涉及工業(yè)加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，具有微小尺寸的金屬合金部件占有重要地位。其中，微小孔在合金部件上無處不在。對于合金部件的使用壽命及穩(wěn)定性，微小孔的表面質(zhì)量和形狀精度有著至關(guān)重要的作用。

在微制造業(yè)中，汽車發(fā)動機針閥體噴油孔和航天發(fā)動機氣膜冷卻孔等的測量、加工及裝配過程中，就需要具有特征尺寸為0.1～1mm微小孔的合金部件。微小孔二次加工的過程中，用于電解加工的側(cè)壁絕緣中空電極進(jìn)入電火花所加工的微小孔時，側(cè)壁絕緣中空電極與微小孔是否對中，是影響微小孔加工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

解決用于電解加工的側(cè)壁絕緣中空柱狀電極進(jìn)入電火花所加工的微小孔后是否對中的問題，就是解決用于電解加工的側(cè)壁絕緣中空柱狀電極外輪廓與特征尺寸為0.1～1mm的微小孔組成的嵌套圓的兩圓心是否重合的問題。因此，解決側(cè)壁絕緣中空柱狀電極外輪廓與微小孔組成的嵌套圓的兩圓心是否重合的問題，便可使微小孔二次加工的過程中存在的對中問題得到解決。側(cè)壁絕緣中空柱狀電極外輪廓與微小孔組成的嵌套圓的兩圓心是否重合的問題，對于微小孔的表面質(zhì)量與尺寸精度，是一個關(guān)鍵的技術(shù)問題。

為解決中空柱狀電極外輪廓與特征尺寸為0.1～1mm的微小孔組成的嵌套圓的兩圓心是否重合的問題，可以采用接觸式和非接觸式對中。其中，接觸式有千分表法、三點法和正交點電接觸法等。非接觸式有激光法和圖像對中法等。千分表法是將千分表的支架固定在微小孔上，側(cè)頭置于中空電極外表面，轉(zhuǎn)動微小孔并觀察千分表的示值是否變化，該方法的缺點是觸點受力變化會引起千分表支架位移，影響對中精度，且安裝、觀測操作不便，工作效率低。三點法是測量微小孔邊緣任意三個點的位置來進(jìn)行圓擬合；正交點電接觸法是將微小孔與標(biāo)準(zhǔn)電極細(xì)棒正交布置，通過之間低電壓感知的點接觸方式來進(jìn)行圓擬合。三點法和正交點電接觸法在處理非標(biāo)準(zhǔn)的微小孔時，由于毛刺和畸變的影響，難以保證對中精度且電極剛度受限。激光法是分別在中空電極和微小孔上安裝激光發(fā)射/接收器，經(jīng)過處理計算出偏差然后修正，由于中空電極及微小孔尺寸微小，發(fā)射/接收器探頭難以安裝，該方法不適用于特征尺寸0.1～1mm微小孔對中。圖像對中法是采集中空電極外輪廓與微小孔組成的嵌套圓圖像，對圖像進(jìn)行邊緣提取，使用圖像邊緣的數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合，根據(jù)兩圓心的坐標(biāo)位置就可以確定嵌套圓的兩圓心是否重合，該方法具有速度快和非接觸等優(yōu)點，適用于中空電極與微小孔的對中。因此，尋找一種適用于中空電極外輪廓與微小孔組成的嵌套圓的圓擬合方法尤為關(guān)鍵。

目前普遍的圓擬合方法主要有傳統(tǒng)最小二乘法、霍夫變換法、確定閾值及步長更新的圓擬合方法和區(qū)域約束最小二乘法等。在圖像對中法中，實際提取的圖像邊緣是存在噪聲的非標(biāo)準(zhǔn)嵌套圓。傳統(tǒng)最小二乘法由于提取的特征點存在噪聲，擬合結(jié)果可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離實際情況，造成準(zhǔn)確率降低；霍夫變換法是一種標(biāo)準(zhǔn)圓檢測算法，不適用于非標(biāo)準(zhǔn)嵌套圓。確定閾值及步長更新的圓擬合方法不能忽略嵌套圓中相鄰圓的干擾。區(qū)域約束最小二乘法計算量大、耗時久、實時性較低。

綜上所述，由于微小孔底部存有毛刺且孔的橫截面是非標(biāo)準(zhǔn)圓，現(xiàn)有的對中方法及圓擬合方法難以在滿足實時性的同時保證對中的準(zhǔn)確率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種具有較高準(zhǔn)確率的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法及裝置。

一種用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法，包括以下步驟：

獲取第一孔與第二孔初步對中后的初始圖像，所述第一孔的直徑小于所述第二孔的直徑；

對所述初始圖像進(jìn)行預(yù)處理以獲得預(yù)處理圖像，所述預(yù)處理圖像包括與所述第一孔的外輪廓對應(yīng)的第一圓、以及與所述第二孔對應(yīng)的第二圓，所述第一圓與所述第二圓為嵌套圓；

建立坐標(biāo)系，利用最小二乘法擬合所述第一圓，以獲取所述第一圓的圓心坐標(biāo)；

在所述坐標(biāo)系中，通過以所述第一圓的圓心坐標(biāo)為圓心作多個與所述第二圓相交的第四圓來獲得約束直線，并根據(jù)所述約束直線與最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)；

在所述坐標(biāo)系中，計算所述第一圓與所述第二圓的圓心距，所述圓心距用于據(jù)以指導(dǎo)所述第一孔與所述第二孔對中。

在其中一個實施例中，所述第一孔為加工電極的電極孔，所述第二孔為合金部件表面的微小孔。

在其中一個實施例中，所述方法還包括：當(dāng)所述預(yù)處理圖像還包括與所述第一孔的內(nèi)輪廓對應(yīng)且直徑小于所述第一圓的第三圓時，濾除所述預(yù)處理圖像中的第三圓。

在其中一個實施例中，所述在所述坐標(biāo)系中，通過以所述第一圓的圓心坐標(biāo)為圓心作多個與所述第二圓相交的第四圓來獲得約束直線，并根據(jù)所述約束直線與最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)包括以下步驟：

在所述坐標(biāo)系中，以所述第一圓的圓心為圓心繪制半徑不同并與所述第二圓相交的多個第四圓，每個所述第四圓與所述第二圓具有兩個交點；

在所述坐標(biāo)系中，獲取每個所述第四圓與所述第二圓的兩個交點的中點坐標(biāo)；

在所述坐標(biāo)系中，根據(jù)所述中點坐標(biāo)獲取約束直線；

在所述坐標(biāo)系中，以所述約束直線為約束條件，建立直線約束最小二乘法的目標(biāo)函數(shù)，計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)。

在其中一個實施例中，所述第二圓的半徑范圍為[a,d]，所述第四圓的半徑范圍為r_i∈[a,d]，r_i表示為a+iΔ，Δ＝(d-a)/n，0≤i≤n，n為正整數(shù)，F(xiàn)_i、G_i為所述兩個交點并滿足如下方程組：

其中，(x₁,y₁)為所述第一圓的圓心坐標(biāo)，(x_ii,y_ii)為所述第二圓上任意一點坐標(biāo)，上述方程組的解為所述兩個交點F_i(x_ii1,y_ii1)和G_i(x_ii2,y_ii2)，F(xiàn)_i(x_ii1,y_ii1)和G_i(x_ii2,y_ii2)中的角標(biāo)1和角標(biāo)2分別表示上述方程組中第i個方程的第一個解和第二個解。

在其中一個實施例中，所述兩個交點的中點為e_i(x_ei,y_ei)，其中，x_ei＝(x_ii1+x_ii2)/2，y_ei＝(y_ii1+y_ii2)/2。

在其中一個實施例中，所述約束直線的斜率為k，截距為b，則k和b滿足：

在其中一個實施例中，所述直線約束最小二乘法的目標(biāo)函數(shù)為：

其中，(x_p,y_p)為在所述第二圓上所選取的采樣點的坐標(biāo)，N為所選取的采樣點的個數(shù)，(x₀,y₀)為所述第二圓的圓心坐標(biāo)，R為所述第二圓的半徑，τ為拉格朗日乘子，f(x₀,y₀)＝y(tǒng)₀-kx₀-b，q＝1,2,3,……,V，其中，V為目標(biāo)函數(shù)C_q的個數(shù)，并且V為整數(shù)。

在其中一個實施例中，所述預(yù)處理包括對所述初始圖像進(jìn)行灰度化、二值化、邊緣提取、噪聲去除和圖像標(biāo)記處理。

一種用于微小孔對中的嵌套圓擬合裝置，包括：

初始圖像獲取模塊，用于獲取第一孔與第二孔初步對中后的初始圖像，所述第一孔的直徑小于所述第二孔的直徑；

圖像預(yù)處理模塊，用于對所述初始圖像進(jìn)行預(yù)處理以獲得預(yù)處理圖像，所述預(yù)處理圖像包括與所述第一孔的外輪廓對應(yīng)的第一圓、以及與所述第二孔對應(yīng)的第二圓，所述第一圓與所述第二圓為嵌套圓；

第一圓心坐標(biāo)獲取模塊，用于建立坐標(biāo)系，利用最小二乘法擬合所述第一圓，以獲取所述第一圓的圓心坐標(biāo)；

第二圓心坐標(biāo)獲取模塊，用于在所述坐標(biāo)系中，通過以所述第一圓的圓心坐標(biāo)為圓心作多個與所述第二圓相交的第四圓來獲得約束直線，并根據(jù)所述約束直線與最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)；

圓心距計算模塊，用于在所述坐標(biāo)系中，計算所述第一圓與所述第二圓的圓心距，所述圓心距用于據(jù)以指導(dǎo)所述第一孔與所述第二孔對中。

在其中一個實施例中，所述用于微小孔對中的嵌套圓擬合裝置還包括：

濾除模塊，用于當(dāng)所述預(yù)處理圖像還包括與所述第一孔的內(nèi)輪廓對應(yīng)且直徑小于所述第一圓的第三圓時，濾除所述預(yù)處理圖像中的第三圓。

在其中一個實施例中，所述第二圓心坐標(biāo)獲取模塊包括：

第四圓繪制單元，用于在所述坐標(biāo)系中，以所述第一圓的圓心為圓心繪制半徑不同并與所述第二圓相交的多個第四圓，每個所述第四圓與所述第二圓具有兩個交點；

中點坐標(biāo)獲取單元，用于在所述坐標(biāo)系中，獲取每個所述第四圓與所述第二圓的兩個交點的中點坐標(biāo)；

約束直線獲取單元，用于在所述坐標(biāo)系中，根據(jù)所述中點坐標(biāo)獲取約束直線；

第二圓心坐標(biāo)計算單元，用于在所述坐標(biāo)系中，以所述約束直線為約束條件，建立直線約束最小二乘法的目標(biāo)函數(shù)，計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)。

本發(fā)明提供的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法及裝置，通過約束直線限制了所述第二圓的圓心。根據(jù)所述約束直線及嵌套圓的幾何特征，通過最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)，避免了噪聲的干擾，可以從根本上避免擬合結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離實際的情況。另外，本發(fā)明通過計算所述第一圓與所述第二圓的圓心距，并將所述圓心距用于據(jù)以指導(dǎo)所述第一孔與所述第二孔對中，從而滿足了實時性要求。因此，本發(fā)明提供的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法及裝置即滿足了實時性，又具有準(zhǔn)確率高的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法中第一孔與第二孔初步對中后的初始圖像；

圖3為圖2中的初始圖像處理后的預(yù)處理圖像；

圖4為濾除所述第一孔的內(nèi)輪廓對應(yīng)的第三圓后的預(yù)處理圖像；

圖5為本發(fā)明實施例的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法中利用最小二乘法擬合第一圓的圖像；

圖6為本發(fā)明實施例的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法中通過直線約束最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)的步驟的流程圖；

圖7為本發(fā)明實施例的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法中以所述第一圓的圓心為圓心繪制與第二圓相交且半徑不同的多個第四圓的圖像；

圖8a為圖7中多個所述第四圓與所述第二圓的交點、以及每個所述第四圓與所述第二圓的兩個交點的中點的圖像；

圖8b為本發(fā)明實施例中對所述第二圓圓心進(jìn)行約束的約束直線的圖像；

圖9為本發(fā)明實施例中用于微小孔對中的嵌套圓擬合裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖10為本發(fā)明實施例中用于微小孔對中的嵌套圓擬合裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

主要元件符號說明

第一孔 10

第二孔 20

第一圓 12

第二圓 22

第三圓 30

第四圓 40

約束直線 60

用于微小孔對中的嵌套圓擬 900

合裝置

初始圖像模塊 910

圖像預(yù)處理模塊 930

濾除模塊 940

第一圓心坐標(biāo)獲取模塊 950

第二圓心坐標(biāo)獲取模塊 970

第四圓繪制單元 972

中點坐標(biāo)獲取單元 974

約束直線獲取單元 976

第二圓心坐標(biāo)計算單元 978

圓心距計算模塊 990

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法及裝置進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-5所示，為本發(fā)明一個實施例中的一種用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法，可以應(yīng)用微制造業(yè)中的微小孔制造。所述用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法包括以下步驟：

S102，獲取第一孔10與第二孔20初步對中后的初始圖像，所述第一孔10的直徑小于所述第二孔20的直徑。

所述第一孔10為中空柱狀電極的電極孔。所述中空柱狀電極可以是中空電極絲或針管。所述第二孔20為二次加工的合金部件表面上的微小孔。所述初步對中可以通過顯微對中成像系統(tǒng)完成。具體地，可以在顯微鏡下，移動所述第一孔10使得所述第一孔10與所述第二孔20初步對中，使得所述第一孔10與所述第二孔20相互嵌套。請參見圖2，所述初始圖像可以通過顯微攝影裝置、高速攝像機拍攝獲得。

在一個實施例中，所述第一孔10的孔徑范圍是0.05～0.8毫米，所述第二孔20的孔徑范圍是0.1～1.0毫米。

在一個實施例中，所述第一孔10為圓柱狀空心微細(xì)電極絲，所述第二孔20為噴油孔。實際應(yīng)用中，當(dāng)所述圓柱微細(xì)電極絲以電化學(xué)方式第二次加工所述噴油孔時，需要使所述圓柱狀空心微細(xì)電極絲與所述噴油孔對中。

S104，對所述初始圖像進(jìn)行預(yù)處理以獲得預(yù)處理圖像，所述預(yù)處理圖像包括與所述第一孔10的外輪廓對應(yīng)的第一圓12、以及與所述第二孔20對應(yīng)的第二圓22，所述第一圓12與所述第二圓22為嵌套圓。

所述初始圖像是具體的所述第一孔10和所述第二孔20初步對中后的照片。通過對所述初始圖像預(yù)處理可以獲得具有所述第一圓12和所述第二圓22的嵌套園的圖形。所述初始圖像預(yù)處理包括對所述初始圖像進(jìn)行灰度化、二值化、邊緣提取、噪聲去除和圖像標(biāo)記處理。

請參見圖3，由于所述第一孔10是具有一定厚度的柱狀空心電極形成的孔，所述預(yù)處理圖像中還具有一個第三圓30。所述第三圓30是所述第一孔10的內(nèi)輪廓對應(yīng)的電極內(nèi)圓。所述第一圓12是所述第一孔10的外輪廓對應(yīng)的電極外圓。對于判斷嵌套圓的圓心是否對中，其研究對象是微小孔邊緣及電極外圓。因此，電極內(nèi)圓不在研究范圍內(nèi)。為避免電極內(nèi)圓對擬合結(jié)果造成影響，在進(jìn)行圓擬合前，將電極內(nèi)圓從圖像中剔除。從而提高擬合精度，且減少所需處理的數(shù)據(jù)量，提升對中效率。因此，所述第一圓12和所述第二圓22為研究對象，在后續(xù)計算沒有用到所述第三圓30的數(shù)據(jù)。因此，可以通過濾除所述預(yù)處理圖像中的第三圓30的方法來減少后續(xù)計算中的系統(tǒng)所需處理的數(shù)據(jù)量，從而提高計算的效率。

S106，建立坐標(biāo)系，利用最小二乘法擬合所述第一圓12，以獲取所述第一圓12的圓心坐標(biāo)。

請參見圖5，在所述預(yù)處理圖像中，任取一點作為原點O(0，0)建立直角坐標(biāo)系XOY。在一個實施例中，可以取所述預(yù)處理圖像的原點作為原點O(0，0)建立坐標(biāo)系。在所述坐標(biāo)系下，通過最小二乘法擬合所述第一圓12，從而獲取所述第一圓12的圓心O₁在所述直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(x₁,y₁)。

S108，在所述坐標(biāo)系中，通過以所述第一圓12的圓心坐標(biāo)為圓心作多個與所述第二圓22相交的第四圓來獲得約束直線，并根據(jù)所述約束直線與最小二乘法計算所述第二圓22的圓心坐標(biāo)。

在所述坐標(biāo)系XOY中，以所述第一圓12的圓心O₁為圓心做多個第四圓30。每個所述第四圓30均與所述第二圓22具有兩個交點。因此，多個所述第四圓30與所述第二圓22相交就可以獲得多對交點，每一對交點對應(yīng)一個所述第四圓30?？梢愿鶕?jù)每對所述交點計算獲得每對交點的中點。對應(yīng)于多個所述第四圓30，可以獲得多個所述中點。然后，可以通過最小二乘法擬合多對所述兩個交點的中點獲得所述約束直線30。通過所述約束直線60與最小二乘法計算所述第二圓22的圓心坐標(biāo)O₂(x₁，y₁)。通過所述約束直線60限制了所述第二圓22的圓心。根據(jù)所述約束直線60及嵌套圓的幾何特征，通過最小二乘法計算所述第二圓22的圓心坐標(biāo)，避免了噪聲的干擾，可以從根本上避免擬合結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離實際的情況，從而準(zhǔn)確率高。

S110，在所述坐標(biāo)系中，計算所述第一圓12與所述第二圓22的圓心距，所述圓心距用于據(jù)以指導(dǎo)所述第一孔10與所述第二孔20對中。

在獲得了所述第二圓22的圓心坐標(biāo)O₂(x₁，y₁)后，就可以直接獲得所述第一圓12與所述第二圓22的圓心距O₁O₂。通過所述圓心距O₁O₂可以指導(dǎo)所述顯微對中成像系統(tǒng)對所述第一孔10和所述第二孔20對中。

本發(fā)明提供的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法，通過約束直線限制了第二圓的圓心。根據(jù)所述約束直線及嵌套圓的幾何特征，通過最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)，避免了噪聲的干擾，可以從根本上避免擬合結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離實際的情況。另外，本發(fā)明通過計算所述第一圓與所述第二圓的圓心距，并將所述圓心距用于據(jù)以指導(dǎo)所述第一孔與所述第二孔對中，從而滿足了實時性要求。因此，本發(fā)明提供的用于微小孔對中的嵌套圓擬合方法及裝置即滿足了實時性，又具有準(zhǔn)確率高的優(yōu)點。

請參見圖6-8，在一個實施例中，所述在所述坐標(biāo)系中，通過以所述第一圓12的圓心坐標(biāo)為圓心作多個與所述第二圓22相交的第四圓40來獲得約束直線60，并根據(jù)所述約束直線60與最小二乘法計算所述第二圓22的圓心坐標(biāo)的步驟包括：

S602，在所述坐標(biāo)系中，以所述第一圓12的圓心為圓心繪制半徑不同并與所述第二圓22相交的多個第四圓40，每個所述第四圓40與所述第二圓22具有兩個交點F_i、G_i。

請參見圖7，所述第四圓40的圓心與所述第一圓12的圓心相同，都為O₁?？梢砸設(shè)₁為圓心繪制多個半徑不同的第四圓40。每個所述第四圓40與所述第二圓22都有兩個交點。

所述交點分別為F₁、G₁、F₂、G₂、F_i、G_i(i＝1,2,3,……,n)，其中F_i和G_i關(guān)于O₁對稱，n為交點個數(shù)。F₁、G₁表示第一個所述第四圓40與所述第二圓22的兩個交點。F₂、G₂表示第二個所述第四圓40與所述第二圓22的兩個交點。F_i、G_i表示第i個所述第四圓40與所述第二圓22的兩個交點。所述第二圓22的半徑范圍為[a,d]，所述第四圓40的半徑范圍為r_i∈[a,d]。r_i表示為a+iΔ，Δ＝(d-a)/n，1≤i≤n，n為正整數(shù)，F(xiàn)_i、G_i為所述兩個交點并滿足如下方程組：

其中，(x₁,y₁)為所述第一圓的圓心坐標(biāo)，(x_ii,y_ii)為所述第二圓上任意一點坐標(biāo)，上述方程組的解為所述兩個交點F_i(x_ii1,y_ii1)和G_i(x_ii2,y_ii2)，F(xiàn)_i(x_ii1,y_ii1)和G_i(x_ii2,y_ii2)中的角標(biāo)1和角標(biāo)2分別表示上述方程組中第i個方程的第一個解和第二個解。

S604，在所述坐標(biāo)系中，獲取每個所述第四圓40與所述第二圓22的兩個交點的中點坐標(biāo)。

請參見圖8a，在所述坐標(biāo)系中，通過每一對交點F_i(x_ii1,y_ii1)和G_i(x_ii2,y_ii2)可以計算每對交點的中點e_i(x_ei,y_ei)。其中，x_ei＝(x_ii1+x_ii2)/2，y_ei＝(y_ii1+y_ii2)/2。

S606，在所述坐標(biāo)系中，根據(jù)所述中點坐標(biāo)獲取約束直線60。

請參見圖8b，在所述坐標(biāo)系中，所述約束直線60的斜率為k，截距為b，則k和b滿足：

通過上述公式，可以獲得所述約束直線60。

S608，在所述坐標(biāo)系中，以所述約束直線60為約束條件，建立直線約束最小二乘法的目標(biāo)函數(shù)，計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)。

在所述坐標(biāo)系中，所述直線約束最小二乘法的目標(biāo)函數(shù)為：

其中，(x_p,y_p)為在所述第二圓上所選取的采樣點的坐標(biāo)，N為所選取的采樣點的個數(shù)，(x₀,y₀)為所述第二圓的圓心坐標(biāo)，R為所述第二圓的半徑，τ為拉格朗日乘子，f(x₀,y₀)＝y(tǒng)₀-kx₀-b，q＝1,2,3,……,V，其中，V為目標(biāo)函數(shù)C_q的個數(shù)，并且V為整數(shù)。

所述第二圓22的圓心O₂與半徑R滿足上述目標(biāo)函數(shù)方程。從而C₁，C₂，C₃，……，C_v組成超定方程組。進(jìn)一步地，將直線約束最小二乘法轉(zhuǎn)為了無約束最小二乘法，計算即可得到所述第二圓22的圓心O₂。

請參見圖9，本發(fā)明實施例還提供一種用于微小孔對中的嵌套圓擬合裝置900，包括：

初始圖像獲取模塊910，用于獲取第一孔與第二孔初步對中后的初始圖像，所述第一孔的直徑小于所述第二孔的直徑；

圖像預(yù)處理模塊930，用于對所述初始圖像進(jìn)行預(yù)處理以獲得預(yù)處理圖像，所述預(yù)處理圖像包括與所述第一孔的外輪廓對應(yīng)的第一圓、以及與所述第二孔對應(yīng)的第二圓，所述第一圓與所述第二圓為嵌套圓；

第一圓心坐標(biāo)獲取模塊940，用于建立坐標(biāo)系，利用最小二乘法擬合所述第一圓，以獲取所述第一圓的圓心坐標(biāo)；

第二圓心坐標(biāo)獲取模塊950，用于在所述坐標(biāo)系中，通過以所述第一圓的圓心坐標(biāo)為圓心作多個與所述第二圓相交的第四圓來獲得約束直線，并根據(jù)所述約束直線與最小二乘法計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)；

圓心距計算模塊970，用于在所述坐標(biāo)系中，計算所述第一圓與所述第二圓的圓心距，所述圓心距用于據(jù)以指導(dǎo)所述第一孔與所述第二孔對中。

請參見圖10，在一個實施例中，所述用于微小孔對中的嵌套圓擬合裝置900進(jìn)一步包括：濾除模塊940，用于當(dāng)所述預(yù)處理圖像還包括與所述第一孔的內(nèi)輪廓對應(yīng)且直徑小于所述第一圓的第三圓時，濾除所述預(yù)處理圖像中的第三圓。

請參見圖10，在一個實施例中，所述第二圓心坐標(biāo)獲取模塊970包括：

第四圓繪制單元972，用于在所述坐標(biāo)系中，以所述第一圓的圓心為圓心繪制半徑不同并與所述第二圓相交的多個第四圓，每個所述第四圓與所述第二圓具有兩個交點；

中點坐標(biāo)獲取單元974，用于在所述坐標(biāo)系中，獲取每個所述第四圓與所述第二圓的兩個交點的中點坐標(biāo)；

約束直線獲取單元976，用于在所述坐標(biāo)系中，根據(jù)所述中點坐標(biāo)獲取約束直線；

第二圓心坐標(biāo)計算單元978，用于在所述坐標(biāo)系中，以所述約束直線為約束條件，建立直線約束最小二乘法的目標(biāo)函數(shù)，計算所述第二圓的圓心坐標(biāo)。

在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的相關(guān)裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如本發(fā)明實施例中，所述程序可存儲于計算機系統(tǒng)的存儲介質(zhì)中，并被所述計算機系統(tǒng)中的至少一個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，隨其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。