[发明专利]一种用于钻孔爆破的缺陷圆拟合方法、装置及介质

权利要求书

1.一种用于钻孔爆破的缺陷圆拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取矿道上壁炮孔的缺陷圆边缘图像，并对缺陷圆边缘图像中的圆边缘进行细化处理；

步骤2：按坐标顺序依次存储细化后的缺陷圆边缘图像上的边缘点坐标；

步骤3：利用存储的边缘点坐标，计算细化处理后的各边缘点曲率，并统计缺陷圆曲率特征，获得曲率跳变标准值；

步骤4：基于曲率跳变标准值，将缺陷圆分割为多段曲线；

步骤5：利用最小二乘法，分别对步骤4得到的各段曲线进行圆拟合，并计算所有拟合圆与缺陷圆的偏离度；根据下式分别计算各段曲线的拟合圆的偏离度：

其中，为第j段曲线上经过细化处理后的边缘点个数，为第j段曲线上第m个边缘点到拟合圆圆心的距离，r^j为第j段曲线的拟合圆半径；

步骤6：将满足像素点数比设定要求且偏离度最小的拟合圆作为矿道上壁炮孔的缺陷圆的最终拟合圆，完成对矿道上壁炮孔的缺陷圆拟合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依次遍历缺陷圆边缘图像中的每个像素点，对前景像素点进行细化处理：

若当前前景像素点和8邻域内的像素点满足以下条件，则删除当前前景像素点，即将当前前景像素点的像素值置为0；

或

其中，N(P)为当前像素点的8邻域内前景像素点个数，N(n)为8邻域内n号位像素点的像素值，前景像素值设为1，背景像素值设为0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据存储后的坐标顺序，间隔a个边缘点，选取出三个边缘点，以所选的三个边缘点确定的二次曲线上所选中间边缘点的曲率作为在边缘图像上该点的曲率；

若某边缘点的曲率值无限大，则将该点曲率作无效删除处理；统计出所有有效的曲率值，再通过下式计算曲率跳变标准值：

其中，P_all为原始缺陷圆边缘图像细化后的缺陷圆边缘点总数，符号“”表示对其四舍五入取整；s为曲率跳变标准值，x_i为第i个边缘点的曲率值，为曲率平均值，n为有效曲率点个数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素点数比设定要求为：

其中，为第j段曲线经过细化处理后的边缘点个数，P_all为原始缺陷圆边缘图像细化后的缺陷圆边缘点总数。

5.一种用于钻孔爆破的缺陷圆拟合装置，其特征在于，包括：

图像采集与细化单元：用于获取矿道上壁炮孔的缺陷圆边缘图像，并对缺陷圆边缘图像中的圆边缘进行细化处理；

坐标存储单元：用于按坐标顺序依次存储细化后的缺陷圆边缘图像上的边缘点坐标；

曲率计算与统计单元：用于利用存储的边缘点坐标，计算细化处理后的各边缘点曲率，并统计缺陷圆曲率特征，获得曲率跳变标准值；

曲线划分单元：基于曲率跳变标准值，将缺陷圆分割为多段曲线；

圆拟合与偏离度计算单元：利用最小二乘法，分别曲线划分单元得到的各段曲线进行圆拟合，并计算所有拟合圆与缺陷圆的偏离度；所述圆拟合与偏离度计算单元根据曲线上各边缘点到拟合圆圆心的距离与曲线的拟合圆半径之间的方差获得偏离度；

拟合圆选取单元：将满足像素点数比设定要求且偏离度最小的拟合圆作为矿道上壁炮孔的缺陷圆的最终拟合圆，完成对矿道上壁炮孔的缺陷圆拟合。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述图像采集与细化单元依次遍历缺陷圆边缘图像中的每个像素点，对前景像素点进行细化处理：

若当前前景像素点和8邻域内的像素点满足以下条件，则删除当前前景像素点，即将当前前景像素点的像素值置为0；

或

其中，N(P)为当前像素点的8邻域内前景像素点个数，N(n)为8邻域内n号位像素点的像素值，前景像素值设为1，背景像素值设为0。