[发明专利]一种带厚度干扰的圆形物体的精确定位方法

权利要求书

1.一种带厚度干扰的圆形物体的精确检测和定位方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)基于边缘点密度提取去除厚度产生的噪点后的边缘轮廓；

(2)基于厚度噪点中心的旋转镜像处理；

(3)基于中心点偏移的目标精确定位；

其中，步骤(1)所述的基于边缘点密度提取去除厚度产生的噪点后的边缘轮廓，具体流程如下：

(A)使用高阈值Canny算子提取边缘像素点,对边缘像素点进行连接，提取出连续的轮廓曲线；

(B)使用低阈值Canny算子再作边缘点检测；

(C)遍历流程(A)中提取到的每个轮廓曲线的点p₁,p₂,…,p_n，统计p_i的周围k×k范围的边缘点的个数d_i，作为p_i的边缘点密度的计量值，其中，k为预设的参数，i＝1,…n；

(D)根据每个轮廓曲线的点p_i的边缘点密度d_i的大小，对该轮廓曲线上的所有像素点进行升序排序，i＝1,…n；

(E)找到边缘点密度d＝DensityThresh的第一个轮廓点的序号j,取rate＝MIN(j/size,RateThresh),将排序后的尾部rate比例的轮廓点作为噪声点删去，其中，DensityThresh为预设的密度阈值参数，size为轮廓的像素点数，RateThresh为预设的噪声点比例阈值；

(F)计算出流程(E)中删去的噪声点的中心noiseCenter，用于步骤(2)解决圆形物体在图像中的镜像问题；

步骤(2)所述的基于厚度噪点中心的旋转镜像处理，具体流程如下：

(a)对步骤(1)提取的去噪声点后的轮廓，采用基于Hough变换的椭圆长短轴-三点检测法，得到椭圆参数{O(O_x,O_y),a,b,θ}，实现圆形物体的精确检测,中心位置坐标O(O_x,O_y)；

(b)先算出noiseCenter在流程(a)检测到的椭圆长轴L的方位direction，计算旋转角rotX，

rotY的正负号signX和signY，从而解决圆形物体在图像中的旋转镜像问题：

如果θ＝0，direction为左上方：signX＝1，signY＝-1；

如果θ＝0，direction为右下方：signX＝-1，signY＝1；

如果θ0，direction为右上方：signX＝1，signY＝1；

如果θ0，direction为左下方：signX＝-1，signY＝-1；

步骤(3)所述的基于中心点偏移的目标精确定位，具体流程如下：

(I)截取大椭圆中心r×r的范围的图像，r为大椭圆长半轴的1/2；

(II)使用步骤(1)和步骤(2)的方法，在流程(I)截取的图像检测小椭圆，得到小椭圆参数{O₂(O_2x,O_2y),a₂,b₂,θ₂}；

(III)旋转后的中心偏移OO₂＝(Δx,Δy)，radius为圆形物体的实际半径长，h为中间圆柱高,计算绕X、Y轴的旋转角rotX和rotY:

从而实现对圆形物体的精确定位。