[发明专利]一种鲁棒的弯管中心线提取方法

说明书

本发明提出一种鲁棒的弯管中心线提取方法，包括下列步骤：（1）将被测弯管放置在背光板上；（2）利用数码相机采集图像；（3）利用Canny算子提取图像的边缘；（4）根据几何约束找到最细长的弯管图像区域；（5）采用张量投票方法进行投票，得到显著性图像；（6）采用亚像素追踪方法提取显著性图像内弯管的中心线。本发明借助张量投票和图像处理技术实现弯管中心的提取，具有鲁棒性好、精度高等优点，可为弯管的三维重建提供可靠的数据支持。

技术领域

本发明涉及图像识别领域，具体地说是一种弯管中心线提取方法。

背景技术

在现如今的管路工程项目中，弯管的加工非常关键，产品的质量要求也在逐渐提高，在不同的应用场合，弯管的形状尺寸不尽相同。在制造弯管时，尺寸精度要求和位置精度要求是弯管制造中的核心部分，对弯管的中心线提取等尺寸的测量精度直接影响着产品的质量。

目前，弯管中心线提取的主流方法有传统的机械测量方法和基于双目视觉技术的非接触式测量方法。

传统的机械测量方法是指利用坐标机测量。用坐标机对成型的弯管进行多次测量，得到弯管的几何参数。然而随着弯管生产工业的发展，该方法也存在一些不足。测量精度不高，同时坐标机测量柔性管时，测量触头会造成弯管的表面变形，从而导致测量误差较大；另一方面，传统的坐标机测量在大批量的弯管尺寸测量中效率较低，不能满足大批量测量的要求。

基于双目视觉技术的非接触式测量方法是指双目视觉重建空间点的方式来提取弯管的中心线。但在这类方法中，由于采用基于极线和中心线约束的匹配方法，在对复杂弯管的空间位姿的测量中，由于采集图像中会出现遮挡，在极线匹配过程中会导致中心线匹配错误，达不到精度要求。另外这种方法对图像的显著性提取易收到噪声的影响，造成较大的测量误差。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种鲁棒的弯管中心线提取方法，测量精度高，鲁棒性好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种鲁棒的弯管中心线提取方法，包括以下步骤：

1)、将被测弯管放置在背光板上；

2)、利用数码相机采集图像；

3)、利用Canny算子提取图像的边缘；

4)、根据几何约束找到最细长的弯管图像区域；

5)、采用张量投票方法进行投票，得到显著性图像；

6)、采用亚像素追踪方法提取显著性图像内弯管的中心线。

利用上述所述的一种鲁棒的弯管中心线提取方法，根据几何约束找到最细长的弯管图像区域包括以下步骤：

1)、在采集的图像中用Canny算子提取图像的边缘；

2)、以上述边缘轮廓的尺寸、形状及边缘的闭合性作为约束条件，对边缘轮廓进行过滤，找到最细长的弯管图像区域，得到弯管的边缘轮廓。

按上述的一种鲁棒的弯管中心线提取方法，采用张量投票方法进行投票，得到显著性图像具体包括以下步骤:

1)、张量投票首先确定一个二维空间中，一个一阶半正定对称张量可以分解成特征值和特征的线性组合；

其中，λ₁、λ₂为特征值，且λ₁＞λ₂；e₁、e₂为对应的特征向量；和分别称为棒张量和球张量，(λ₁-λ₂)和λ₂为对应棒张量和球张量的显著性指标；