[发明专利]基于机器视觉的精密孔类零件几何特征检测方法及系统

说明书

本发明涉及精密零件特征检测技术领域，具体公开了一种基于机器视觉的精密孔类零件几何特征检测方法，包括：通过工业相机拍摄标定板图像，并根据该标定板图像计算出工业相机的内参和外参，并对标定板图像进行畸变校正；根据校正后的标定板图像中的角点距离计算出像素当量；获取待测精密孔类零件的图像并进行处理；对处理后的待测零件图像进行像素级圆孔轮廓的粗定位和精定位，得到亚像素精度的圆孔直径；依据像素当量和亚像素精度的圆孔直径，得到待测零件的实际尺寸。本发明还公开了一种基于机器视觉的精密孔类零件几何特征检测系统。本发明提供的检测方法可以实现图像边缘的亚像素级定位，大大提高精密孔类零件几何特征的检测精度。

技术领域

本发明涉及精密零件特征检测技术领域，更具体地，涉及一种基于机器视觉的精密孔类零件几何特征检测方法及系统。

背景技术

精密孔类零件的几何特征检测往往是国家制造业的关键技术所在，随着制造业的快速发展，智能制造概念的提出，零件检测精度的要求也日趋增加，但是高端检测仪成本高，人工测量精度低，同时也不利于自研算法的验证，结合实际生产情况，研究测量精度指标的孔类零件几何特征检测方法对于企业来说具有重要意义。

对于精密孔类零件尺寸检测来说，人工法操作简单，但是不满足智能化检测的根本目的；三坐标测量机集成化程度高，不利于开展算法研究，而且还需要确定坐标系指导机械手移动，较为复杂；机器视觉法检测平台静止，只需要后续进行图像处理即可，主要考察直径算法的设计，硬件设备较为简单，优点明显。

发明内容

针对现有技术中存在的上述弊端，本发明提供了一种基于机器视觉的精密孔类零件几何特征检测方法及系统，可以实现图像边缘的亚像素级定位，大大提高精密孔类零件几何特征的检测精度。

作为本发明的第一个方面，提供一种基于机器视觉的精密孔类零件几何特征检测方法，包括：

完成世界坐标系到像素坐标系的变换；

设定标定板，并获取标定板固有的方格距离；

通过工业相机拍摄标定板图像，并根据所拍摄的标定板图像计算出所述标定板图像中的角点信息；

根据所述标定板图像中的角点信息，计算出所述工业相机的内参数和外参数，并根据所述工业相机的内参数和外参数对所述标定板图像进行畸变校正；

获取畸变校正后的标定板图像，根据畸变校正后的标定板图像中的角点距离和所述标定板固有的方格距离，计算出像素当量；

获取待测精密孔类零件的图像，对所述待测精密孔类零件的图像进行灰度化和滤波处理；

对处理后的待测精密孔类零件的图像，进行像素级圆孔轮廓的粗定位和精定位，得到亚像素精度的圆孔直径；

依据所述像素当量和所述亚像素精度的圆孔直径，得到精密孔类零件的实际尺寸特征。

进一步地，所述对处理后的待测精密孔类零件的图像，进行像素级圆孔轮廓的粗定位和精定位，得到亚像素精度的圆孔直径，包括：

通过基于梯度的Hough圆变换算法，获取处理后的待测精密孔类零件图像中的圆孔区域，提取所述圆孔区域的边缘坐标点，并根据所述所述圆孔区域的边缘坐标点，识别出粗定位的圆孔特征。

进一步地，所述基于梯度的Hough圆变换算法，包括估计圆心和估计半径，具体包括：

估计圆心：

初始化圆心累加器N(a,b)，将所有圆心累加器置0；

设置需要检测圆的最大半径r_max、最小半径r_min以及半径的步长；