[发明专利]一种人机交互零件尺寸柔性视觉测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉检测技术领域,特别是一种人机交互零件尺寸柔性视觉测量方法。

背景技术

计算机视觉技术具有非接触性、经济性、灵活性和集成性等优点，在工业测试与在线检测领域具有广泛的应用前景。在零件的加工制造过程中，对零件的尺寸进行测量是不可或缺的关键步骤之一。传统的人工测量方法存在工作量大、效率低、精度难以保证等问题。近年来，随着计算机视觉技术的快速发展，出现了一些零件尺寸视觉测量系统，这些系统可实现某一种或者某一类零件尺寸的自动测量，大大提高了加工能力、生产效率和产品质量。但是，受现阶段视觉测量技术发展水平的限制，这些系统的图像处理算法均是针对特定某一种或某一类零件的结构特点和测量要求设计，当被测零件被更换以后，这些系统往往都不能自动适应新零件的测量要求，需要重新开发图像处理算法，这一问题限制了视觉测量技术在零件加工制造行业的推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种人机交互零件尺寸柔性视觉测量方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种人机交互零件尺寸柔性视觉测量方法，包括以下步骤：

1)校准工业相机的安装位置，使工业相机与被测零件放置平台保持平行；

2)在测量位置上放置一大小已知的圆形标志物，通过工业相机采集圆形标志物的图像，并采用图像圆特征提取方法获取该圆形标志物在图像中以像素为单位的直径，计算图像的物像比例系数；

3)将被测零件放置到测量位置上，通过工业相机采集被测零件图像，并在工业计算机上显示被测零件图像；

4)在被测零件图像上选定待测特征所在的图像区域，并设置该待测特征的性质；

5)将待测特征所在的图像区域设置为感兴趣区域；

6)若设定待测特征性质为圆、孔的直径，则选取直径测量算法对感兴趣区域进行图像处理，并利用所述物像比例系数，得到直径并输出；若设定待测特征性质为直线的长度，则选取长度测量算法对感兴趣区域进行图像处理，并利用所述物像比例系数，得到长度并输出；

7)重复步骤4)～6)直至被测零件的所有待测特征均完成尺寸测量。步骤4)中，待测特征所在的图像区域的确定方法包括以下步骤：

1)在被测零件图像上待测特征的左上角选取点A，获取图像坐标系上点A的坐标(x_a,y_a)；

2)在被测零件图像上待测特征的右下角选取点C，获取图像坐标系上点C的坐标(x_c,y_c)；

3)待测特征所在的图像区域设定为以线段AC为对角线的矩形区域。步骤6)中，直径的计算过程包括以下步骤：

1)采用形态学开闭双边滤波方法消除感兴趣区域A在采集和传输过程中产生的噪声及视觉标志物缺失，得到增强后的感兴趣区域A'；

2)采用Canny边缘检测方法得到A'的边缘图；

3)采用Hough圆变换求取A'边缘图中的圆、孔直径L；

4)通过直径L物像比列系数k，计算得到实际直径N，计算公式为：N＝L×k。

长度的计算过程包括：

1)采用形态学开闭双边滤波方法消除感兴趣区域A在采集和传输过程中产生的噪声及视觉标志物缺失，得到增强后的感兴趣区域A'；

2)采用Canny边缘检测方法得到A'的边缘图；

3)采用Hough线变换求取图像A'中的直线长度L’；

4)通过长度L’及物像比列系数k，计算得到实际长度N’，计算公式为：N'＝L'×k。

物像比例系数k的计算公式为：其中，s为圆形标志物的实际直径，单位为毫米；p为采用图像圆特征提取方法获取圆形标志物在图像中以像素为单位的直径对应的像素个数。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明通过人机交互，可实现对不同种类零件的尺寸视觉测量，使得视觉测量技术可在单件、小批量零件加工场合使用，扩大了视觉测量技术的适用范围；操作简便、测量精度容易保证；本发明采用的图像特征提取方法均是以鲁棒性很强的Hough变换为基础的，稳定性好，对使用环境要求低；本发明还可以进一步扩充，从而适应更多待测特征(如曲线长度、曲率等)的测量。

附图说明

图1为本发明一实施例方法流程图；

图2是本发明步骤2中的圆特征提取方法流程图；