[发明专利]一种圆孔直径视觉测量方法

说明书

本发明公开了一种圆孔直径视觉测量方法，包括以下步骤：调整工业相机参数，对已知直径的圆孔待测物体进行图像采集，并采用圆孔直径测量的方法，获得该已知直径的圆孔待测物体的亚像素圆孔直径，计算测试图像的物象比例系数；计算待测物体的时候，通过上述工业相机，获取待测物体的图像，利用图像圆孔直径测量的方法，获得待测物体的亚像素圆孔直径，通过上述的物象比例系数，获得待测物体真实的圆孔直径，并输出。本发明扩大了视觉测量技术的适用范围，精度高，操作简单，稳定性好，对使用环境要求低。

技术领域

本发明属于计算机视觉检测技术领域，具体涉及一种高精度的圆孔直径视觉测量方法。

背景技术

计算机视觉技术具有非接触性，经济性，灵活性和集成性等优点，在工业测试与在线检测领域具有广泛的应用前景。在零件的加工制造过程中，对零件的尺寸进行测量是不可或缺的关键步骤之一。传统的人工测量的方法具有工作量大，效率低，以及精度难以保证等问题。近年来，随着计算机视觉技术的快速发展，出现了一些零件尺寸视觉测量系统，这些系统可实现某一种或者某一类零件尺寸的自动测量，大大提高了零件的加工生产能力和产品质量。但是受现阶段视觉测量技术发展水平的限制，这些系统大多数是存在视觉测量精度不高的问题，在一些高精度要求的产品上面往往达不到要求，这一问题限制了视觉测量技术在零件加工制造行业的推广。

现已有与本发明最相近似的解决方案是通过canny边缘检测方法得到圆孔的边缘，然后用hough圆变换得到像素级别的圆的直径。例如，中国发明专利申请号CN201710122527.5公开了一种人机交互零件尺寸柔性视觉测量方法，校准工业相机的安装位置；在测量位置上放置一大小精确已知的圆形标志物，采集圆形标志物图像，并采用图像圆特征提取方法获取该标志物在图像中以像素为单位的直径尺寸，计算测试图像的物像比例系数；将被测零件放置到测量位置上，采集被测零件图像，并显示被测零件图像；在被测零件图像上选定待测特征所在的图像区域；将待测特征所在的图像区域设置为感兴趣区域；若设定待测特征性质为圆、孔的直径，则选取直径测量算法对感兴趣区域（Region OfInterest，ROI）进行图像处理，得到直径尺寸或长度尺寸并输出。

上述现有技术的主要缺点是在视觉图像上，圆孔的直径精度无法达到亚像素级别。

发明内容

为解决以上问题，针对精度不够这个缺点，本发明提高了圆孔测量的精度，使得在视觉图像上达到了亚像素级别。本发明通过sigmoid边缘模型并运用最小二乘法进行边缘拟合求出视觉图像的亚像素边缘点，实现了圆孔直径的高精度测量。

具体的，本发明提供了一种圆孔直径视觉测量方法，包括以下步骤：

获取待测圆形物体的图像；

在所述待测圆形物体的图像的左右水平边缘和上下竖直边缘方向分别选择1个感兴趣区域，共4个感兴趣区域；

计算所述4个感兴趣区域的亚像素边缘；

根据左右和上下亚像素边缘的位置，计算亚像素精度的圆孔直径；

根据物象比例系数计算出真实的被测物体圆孔直径并输出。

优选的，所述获取待测圆形物体的图像的过程如下：

将待测圆形物体放置到测量位置，通过工业相机获取到待测圆形物体的图像，并传输到计算机中显示；

对待测圆形物体的图像进行高斯滤波。

优选的，所述物象比例系数的获取过程如下：

调整工业相机参数，将已知直径的圆孔待测物体置于相机下的测量位置；

通过相机采集到已知直径的圆孔待测物体的图像，并利用图像圆孔直径测量的方法，计算出该已知直径的圆孔待测物体的亚像素精度直径，进而计算出物象比例系数。