[发明专利]一种用于工业零件的同心圆检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业零件检测领域，特别涉及采用计算机视觉测量方式实现的同心圆检测方法。

背景技术

随着计算机以及计算机视觉等方面的不断发展进步，在目前工业零件的检测中，对机器视觉代替人眼对零件进行检测的需求越来越迫切。利用计算机视觉检测有很多优点，比如检测精度高、速度快、准确性也比较好，再加上目前计算机、摄像机等硬件价格不高，而人力资源的价格不断增长，因此采用机器视觉代替人眼对零件进行检测可以大幅度降低成本，提高生产的效率，进行提高企业的竞争和生存能力。在工业领域，同心圆出现的比较多，比如视频线的接头，包括一个外圆环和中间一个圆形的针，保证圆环的圆心和圆形针的圆心之间的距离小于一定阈值(满足同心条件)，是保证该接头质量的基本要求。这类接头有很多，可能局部有微小差别，但总体上没有太大变化，都需要用精确地方法检测。

工业测量在国内刚刚起步，目前成熟同心圆的检测方法基本没有，在加上工业检测中图像数据的噪声等影响和工业检测对可靠性和准确性的高要求，导致同心圆检测的难度增大。现有的Hough变换方法来检测圆比较常用，但此方法只是用于规则的单行边缘的情况，而一般情况下摄像机获取图片质量不高，再加上零件图像本身圆有时不规则，并非严格意义上的圆，并且圆周围纹理可能比较复杂，因此经过梯度和灰度等算法后获得的圆周上的点不是严格在圆周边缘上的一系列点，这样就不能采用Hough变换来获得圆的位置。

因此，提出高精度地同心圆检测方案，是工业零件检测领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术不足，提供用于工业零件的同心圆新检测方案。

本发明提供的同心圆检测方法，对拍摄零件上同心圆所得原始图像进行处理实现检测，所述同心圆包括外圆和内圆，包括以下处理步骤：

步骤1，输入同心圆位置的初步标定参数，包括内圆初始参数、外圆初始参数和矩形区域参数，

所述内圆初始参数用于标出内圆在原始图像上的区域，包括内圆初始圆心坐标和内圆初始半径；

所述外圆初始参数用于标出外圆在原始图像上的区域，包括外圆初始圆心坐标和外圆初始半径；

所述矩形区域参数用于标出同心圆在原始图像上所处的矩形区域，包括矩形区域的左上角坐标以及矩形的高度和宽度；

步骤2，根据初步标定参数进行检测，包括以下步骤，

步骤2.1，从原始图像中根据矩形区域参数提取矩形图像，根据矩形图像中各像素点的灰度值求取矩形图像中各像素点的梯度值，得到一幅梯度图像；

步骤2.2，根据矩形图像的灰度值、梯度图像以及内圆初始参数找内圆的可能像素点，根据矩形图像的灰度值、梯度图像以及外圆初始参数找外圆的可能像素点；

步骤2.3，利用内圆的可能像素点的坐标拟合内圆，得到内圆拟合圆心坐标和内圆拟合半径；利用外圆的可能像素点的坐标拟合外圆，得到外圆拟合圆心坐标和外圆拟合半径；

步骤2.4，求取内圆拟合圆心坐标和外圆拟合圆心坐标之间的距离，根据该距离判断是否满足同心条件。

而且，步骤2.1中所述求取矩形图像中各像素点的梯度值，具体计算方式如下，

矩形图像中像素点(i，j)的灰度值记为q_i，j，像素点(i，j)的梯度值记为T_i，j，