[发明专利]机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及字符识别领域，具体涉及一种机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法。 

背景技术

随着工业自动化生产程度的不断提高，企业为了提高生产效率降低人力成本，采用更加智能化的生产和管理方式成为了必然的要求。将字符识别技术应用于工业生产中，通过辨识产品表面的具有特定意义的标识码，可以很方便地实现工业生产自动化和产品管理智能化。如果通过人工肉眼识别产品的标识码，不但会增加人力成本，也会有较大的错误检测机率，具有较大局限性。此外，利用计算机识别字符，还可以提高识别速度，也可以用于高温高压等恶劣的作业环境中。 

轴承压印字符的内容承载着产品的重要信息。在轴承产品生产、运输、管理等各个环节，这些信息将发挥较大的作用。如果能实现轴承压印字符的自动化识别，必将大大提高产品生产效率，方便产品的运输和管理。 

经文献检索，直接针对轴承压印字符的在线检测尚没有相关研究，金属压印字符和轮胎号与轴承压印字符具有一定相似性。山东大学的路长厚、李建美、李学勇等人对压印字符有过较为深入的研究，针对压印字符的特点，设计了获取压印字符图像的机器视觉系统，并提出了一种适用于标牌图像特点的分割算法。同时也研究了低质量压印凹凸字符的特征提取和识别方法。轴承是圆形结构，字符分布在轴承环形结构上。轮胎号字符与轴承字符有着相似的分布。天津大学的杨基春、黄战华等人对轮胎图像规格号的识别进行了研究。针对轮胎图像高噪声的特点，提出了一系列改进方法用于图像的预处理、特征提取和识别。但由于轴承压印字符的特殊性，以上研究成果不能直接用于轴承字符在线检测中。需要针对轴承字符的特点研究相应的识别方法。 

发明内容

本发明的目的是解决环形分布的字符难以进行处理和识别的问题，提供一种针对机械轴承上按环形分布的压印字符的在线检测方法，以实现轴承压印字符的自动识别，方便轴承的生产和管理。 

按照本发明提供的技术方案，所述机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法包括如下步骤： 

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。 

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：