[发明专利]机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法

权利要求书

1.机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一、将在线采集到的轴承灰度图转化为二值图并定位轴承的圆心位置；

步骤二、以轴承圆心为原点建立极坐标系，在极坐标上利用投影法进行轴承字符区域定位，然后使用基于仿射变换的方法将字符环形分布矫正为水平分布；

步骤三、对归一化后的单个字符提取改进的轮廓层次特征，并使用支持向量机进行训练和识别。

2.根据权利要求1所述的机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法，其特征在于，所述的定位轴承的圆心位置的方法为：

(1)对二值化后的图像采用Canny算子提取边缘，并生成分段边缘坐标链：

(1.1)由上至下，由左至右扫描边缘图像，将扫描到的目标像素点设置为起始点，新建坐标链，并将其像素值设为背景像素。然后将起始点设置为当前点；

(1.2)对于当前点按照如下规则处理：首先顺时针扫描当前点的4-邻接的四个点，然后顺时针扫描当前点的8-邻接的四个斜向点，检查其中是否存在目标像素点，如果有，则将此点加入坐标链并将其设置为当前点，像素值改为背景像素；

按照规则1.1、1.2递归处理所有当前点，直至处理完边缘图像中的所有目标像素点；

(2)生成的分段边缘坐标链设为D，使用改进的RCD算法进行圆形检测：

(2.1)设定检测圆的最大半径maxR和最小半径minR，随机取点最大次数nmax，候选圆参数累积阈值P_t；

(2.2)从集合D中随机选取不共线的三点(x_i，y_i)，(x_j，y_j)，(x_k，y_k)，若任意两点间距离大于maxR，则重复步骤2.2；

(2.3)由下式计算这三点所确定圆C_ijk的圆心(a_ijk，b_ijk)和半径R_ijk：

aijk=xj2+yj2-(xi2+yi2)2(yj-yi)xk2+yk2-(xi2+yi2)2(yk-xj)4[(xj-xi)(yk-xj)-(xk-xi)(yj-yi)],]]>

bijk=2(xj-xi)xj2+yj2-(xi2+yi2)2(xk-xi)xk2+yk2-(xi2+yi2)4[(xj-xi)(yk-xj)-(xk-xi)(yj-yi)],]]>

rijk=(xi-aijk)2+(yi-bijk)2,]]>

若圆心超出图像范围或半径不在minR～maxR内，则跳转到步骤2.2，否则继续执行；

(2.4)采用Sobel算子求得边缘在这三点处的梯度所在直线的方向α_i，α_j，α_k，取值范围为(-π/2，π/2]，候选圆在这三点处法线方向为：

βi=arctan[(bijk-yi)/(aijk-xi)]βj=arctan[(bijk-yj)/(aijk-xj)]βk=arctan[(bijk-yk)/(aijk-xk)]]]>

|β_i-α_i|≤θ_th，|β_j-α_j|≤θ_th，|β_k-α_k|≤θ_th，θ_th为预先指定的阈值；当上式成立时，将此圆确定为候选圆，否则跳转到步骤2.2；

(2.5)遍历集合D中的点(x₁，y₁)，若满足

(dl-ijk=|(xl-aijk)2+(yl-bijk)2-Rijk|)<δ,]]>则表示此点在候选圆上；

在对集合D中的点进行遍历时，若点在候选圆的外接矩形框的范围之外，即：x_l＞a_ijk+R_ijk+t或x_l＜a_ijk-R_ijk-t或y_l＞b_ijk+R_ijk+t或y_l＜b_ijk-R_ijk-t，则无须计算此点与候选圆圆心的距离，其中t为设定的阈值；设置累加器P对候选圆进行参数累积，边缘点属于候选圆则累加器P加1；当P＞P_t时，判定候选圆为真实圆；否则转到步骤2.2；

(2.6)当找到了符合要求的圆，或随机取点次数超过nmax，算法停止。