[发明专利]一种基于CCD的高精度测量方法

权利要求书

1.一种基于CCD的高精度测量方法，包括下列步骤：

标定摄像机内外参数并校正图像；

定位被测物；

区分被测物上下边缘，提取上表面亚像素边缘；

测量被测物高度，确定被测物的边缘实际坐标；

导入被测零件的CAD数据，创建模板并匹配；

将模板与被测物边缘模型进行比较并进行误差分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于CCD的高精度测量算法，其特征在于，步骤（2）中，为了缩小匹配范围，提高匹配的速度和精度，首先需要对被测物定位，由于被测物和图像背景之间存在非常显著的灰度差，采用基于灰度直方图的分割方法，对图像的直方图高斯平滑后，选择直方图两峰之间的最小值为阈值进行分割，得到的区域用3                                                3的正方形结构元素膨胀，设置膨胀后的区域为感兴趣区域ROI。

3.根据权利要求1所述的一种基于CCD的高精度测量算法，其特征在于，步骤（3）中，采用基于16邻域的方法区分上下边缘，对ROI中的任一像素p，计算16邻域外层灰度最小值，若最小值大于阈值T，则认为此像素点不属于被测物上表面的像素点，将其值设为255，计算方法为：设集合 

                                 (1)                              

                                                        (2)

其中为图像灰度值；

M为图像矩阵纵坐标集合；

N为图像矩阵纵坐标集合；

A为图像矩阵横坐标集合；

B为图像矩阵横坐标集合；

r为图像矩阵纵坐标；

c为图像矩阵横坐标；

T为设定的阈值；

 图像边缘点处于灰度分布函数斜率最大的地方，恢复图像边缘过渡区域的一维连续灰度分布函数后，亚像素边缘位于灰度分布函数斜率的极值点位置，使用Canny滤波器获取高精度的亚像素边缘。

4.根据权利要求1所述的一种基于CCD的高精度测量算法，其特征在于，步骤（4）中，采用点激光器测量被测物高度，测量时,首先激光器投射出点状激光到被测物表面, 记图像上点状激光中心为，然后放置已知精确高度的量块到平面上，投射出点状激光到量块上并拍摄图片，记图像上点状激光中心为，再将点状激光投射到被测物表面上,由CCD摄像机拍射下此时物体表面上的成像，记图像上点状激光中心为，由于被测物体与量块高度不同,所以两次成像在水平方向上是不同的,从而利用三角法计算出物体厚度可由式（3）、（4）求得：

                            (3)

                         (4)             

式中：

h为被测物的厚度；

D为两点之间的距离；

r为图像矩阵纵坐标；

c为图像矩阵横坐标；

测得被测物的厚度后，根据摄像机外部参数和厚度信息把测量平面转换到被测物的上平面，得到被测物上边缘在世界坐标系下的坐标。