[发明专利]基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法

权利要求书

1.一种基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)采集汽车雷达装配孔图像：采用工业视觉设备实时采集目标图像；

(2)图像预处理，即是指对步骤(1)中采集到的目标图像进行增强处理和颜色平衡；

(3)目标边缘检测：对预处理后的图像采用LOG算法进行检测边缘，来平滑图像和降低噪声；

(3)圆检测：采用Hough变换检测出图像中圆形目标的边缘轮廓；

(4)数学形态学处理：利用开运算对圆形边缘进行处理；

(5)采用最小二乘法拟合圆重新生成各个方向测量直径都相同的标准圆形来检测雷达装配孔径的直径是否合格。

2.根据权利要求1所述的基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中采用工业视觉设备实时采集汽车雷达装配孔的目标图像，此处的工业视觉设备包括高性能工业计算机、高分辨率线扫描摄像机、LED长寿命光源和汽车雷达装配钣金件，用LED长寿命光源进行打光，并通过高分辨率线扫描摄像机捕捉汽车雷达装配钣金件上的雷达装配孔径，将摄像机捕捉到的图像传送到高性能工业计算机中进行实时处理与检测。

3.根据权利要求1所述的基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：所述步骤(2)对采集到的目标图像首先用直方图均衡化算法对图像进行增强处理，接着使用灰度世界算法进行颜色平衡。

4.根据权利要求1所述的基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：所述目标边缘检测的详细过程为：

LOG算子通过寻找影像灰度值中二阶微分的过零点来检查目标边缘，其首先使用高斯滤波将孤立的噪声点和较小的结构组织滤除，然后用无方向性的拉普拉斯算子实现边缘检测；LOG算子计算公式为如式(1)所示：

边缘检测即求的零点，其中，f(x,y)是灰度图像函数，δ是高斯滤波器标准方差，反映图像的平滑程度。

5.根据权利要求1所述的基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：所述圆检测的具体过程如下：

设圆孔的圆的一般方程为：

(x-a)²+(y-b)²＝r² (2)

式中：(a,b)为圆心，r为半径。

6.根据权利要求1所述的基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：所述数学形态学处理是指用开运算可去除目标边缘轮廓附近的孤立点，开运算是先对目标轮廓进行腐蚀再进行膨胀，开运算的公式如式(3)所示：

其中，AΘS表示腐蚀运算，即Hough变化检测出图像中圆形目标边缘轮廓的图像A被结构元素S腐蚀，表示图像A被结构元素S腐蚀后再被结构元素S膨胀。

7.根据权利要求1所述的基于光视觉的汽车雷达装配孔径检测方法，其特征在于：所述最小二乘拟合的想法方法为：

根据Hough圆检测结果，圆边缘点集合点坐标为(x_i，y_i)，设圆的半径为r，圆心坐标为(a,b)，如果没有误差，则圆的方程如式(4)所示：

(x_i-a)²+(y_i-b)²＝r² (4)

由于随机误差的影响，因此p_i点可能没有落在圆周上，按最小二乘法的计算方法，将p_i点的误差用ε表示，如式(5)所示：

ε_i＝(x_i-a)²+(y_i-b)²-r² (5)

由于误差值可能为正或负，因此以误差的平方和度量整体误差大小，求误差平方和最小时各个参数的值，如式(6)所示：

其中，Ω表示圆边缘区域的像素点集，根据最小二乘原理，可得式(7)：

求解上述线性方程组，可求得参数圆心参数(a,b)和半径参数r；将r与标定时确定的厘米像素间的标定系数k相乘，就能得到零件的实际半径，并判断实际的汽车雷达装配孔径是否合格。