[发明专利]零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法

摘要

本发明零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法属于激光测量技术领域，涉及一种针对具有孔位的零件表面上断裂激光光条的提取与匹配方法。该方法利用表示几何位置激光光条中心的平均纵坐标值作为特征，对各激光光条的平均纵坐标值进行排序，并按排序序号对激光光条编号，进行编号一一对应的匹配；通过选取连通区域面积最大与次大的激光光条的光条中心点进行点采样，利用这些采样点进行线性曲线拟合，计算其他激光光条到该拟合曲线的偏差的平均值，选取距离阈值以剔除由于孔位影响而发生偏折的激光光条，完成对于零件表有有孔位的激光的匹配。该方法提高了数据处理效率，加快了离线的数据处理速度，减少了数据处理的难度，使其适应面更广。

主权项

1.一种零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法，其特征是，该方法利用表示几何位置激光光条中心的平均纵坐标值作为特征，对各激光光条的平均纵坐标值进行排序，并按排序序号对激光光条编号，进行编号一一对应的匹配；通过选取连通区域面积最大与次大的激光光条的光条中心点进行点采样，利用这些采样点进行线性曲线拟合，计算其他激光光条到该拟合曲线的偏差的平均值，选取距离阈值以剔除由于孔位影响而发生偏折的激光光条，完成对于零件表面有孔位的激光的匹配；方法的具体步骤如下：第一步提取断裂激光光条1)图像滤波由于由摄像机所拍摄的原始图像src包含噪声影响，为了提高后续轮廓提取与特征点集合获取的稳定性与鲁棒性，首先对原始图像src进行感兴趣球体区域选取，设定为原始图像src的感兴趣区域srcROI；然后对感兴趣区域srcROI进行中值滤波，获得滤除噪声后的图像为medDst；2)图像二值化根据图像特征，设定二值化阈值thr，经滤噪后的medDst图像中medDst(x,y)＞thr的像素点的灰度值均赋值为255，其中medDst(x,y)表示medDst图像中坐标为(x,y)的像素点灰度值，medDst(x,y)＜＝thr的像素点的灰度值则均赋值为0，获得二值化图像thrDst；3)提取激光光条连通区域检索二值化图像thrDst中的所有连通区域，以一个序列数据pvcseq存储，并统计和计算图像中各个连通区域的面积；设定面积阈值为V，序列pvcseq中的连通区域面积大于该阈值V的则识别为激光光条的连通区域，存储到激光光条序列seq中，共存储激光光条数量为m，由此完成了对断裂激光光条的提取与储存；第二步基于几何位置对断裂激光光条进行编号并匹配1)计算各激光光条中心点纵坐标平均值设激光光条序列seq中第一条激光光条在图像坐标系中的y₁行的左右边界点为(x₁,y₁)和(x₂,y₁)，其中x₁＜x₂，对区间[x₁,x₂]进行灰度重心法求取该行的灰度重心(x_c1,y_c1)，以该点作为y₁行的光条中心点，如下式(1)所示:其中，j为该激光光条的第j行，G(x_i,y_j)表示激光光条中坐标为(x_i,y_j)的灰度值，x_cj，y_cj分别表示第j行的中心点坐标值；对该光条的每一行，均做如上求取光条中心点处理，分别获得光条中心点坐标为(x_c1,y_c1),(x_c2,y_c2),(x_c3,y_c3)...(x_cn,y_cn)，其中n为该激光光条所占总行数；对该激光光条中心点坐标的纵坐标y_c1,y_c2,y_c3...y_cn，求平均值为Y₁；2)编号激光光条并一一对应匹配通过上述方法分别对激光光条序列seq中存储的其他激光光条进行处理，计算每条激光光条的平均纵坐标值Y₂,Y₃...，Y_m；然后通过快速排序对平均纵坐标值Y₁,Y₂,Y₃...,Y_m进行从小到大的排序，并根据排序顺序将平均纵坐标值对应的激光光条编号为1，2...，m；左右图像中的断裂激光光条通过编号，进行一一对应匹配；第三步通过曲线拟合筛选激光光条由于孔位影响，激光光条在孔位附近容易发生偏折或者投射到孔位底部平面，造成图像中出现与投射在零件型面上激光光条相偏离的连通区域面积较小的断裂激光光条，对提取与匹配过程造成干扰；因此，需要将该类断裂的激光光条进行筛选与剔除；1)激光光条中心点采样并拟合曲线取激光光条序列seq中连通区域面积最大与次大的编号为M₁和M₂的激光光条作为采样集合，采取用于曲线拟合的点集合；使用隔六点采样的方法，每隔六行对激光光条中心点进行采样，获取用于曲线拟合的点集合；以等式(2)为目标函数，采用线性拟合的办法对采样的点集合进行曲线拟合；y＝asin(x‑π)+b(x‑10)²+c   (2)其中，a，b，c为拟合求解出来的常量参数，x,y分别是点的横纵坐标值；2)剔除偏折激光光条然后，将其他的激光光条上的光条中心点的横坐标值x带入等式(2)计算等式y'值，然后计算该光条中心点的纵坐标值y与y'的差值的绝对值，作为偏差deviation，并求该激光光条各中心点偏差的平均值；根据先验知识设定阈值s，若该激光光条的平均偏差值大于阈值s，则认为其为偏折后的激光光条，从激光光条序列seq中剔除即可，否则则保留该激光光条；将各激光光条分别匹配中心点，并重建后，完成数据处理工作。