[发明专利]一种圆孔特征的提取方法

权利要求书

1.一种圆孔特征的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、利用双目视觉测量系统采集圆孔特征的左、右图像；

步骤二、对所述左、右图像进行图像预处理，提取左、右图像中所有圆孔轮廓边缘二维点坐标，记为点集N_t，t＝1，2，...s；s为所述圆孔轮廓边缘二维点的个数；

步骤三、利用极线匹配方法将左、右图像中的圆孔轮廓点转换到空间三维，获取圆孔轮廓点的三维点坐标数据，记为点集N_j′，j＝1，2，…，m，m为圆孔轮廓点的个数；

步骤四、随机从所述点集N_j′中取至少3个点，记为待拟合选点，利用最小二乘法将所述待拟合选点拟合平面及空间圆，得到拟合平面I及拟合空间圆I；

步骤五、计算F_j，D_j，j＝1，2，…，m；

F_j为点集N_j′中的j点到到所述拟合平面I的距离；

D_j为点集N_j′中的j点到所述拟合空间圆I的圆心的距离与拟合空间圆I半径的差值的绝对值；

步骤六、预设有距离阈值T₁和差值阈值T₂，当同时满足F_j＜T₁，D_j＜T₂时，则对应j点是空间局内点，遍历点集N_j′中的所有点，计算F_j、D_j值，标记所有空间局内点；

步骤七、统计所述空间局内点的数目，记为M，计算M与m的比值Ratio′，预设比例阈值参数为H，若Ratio′≥H，则此次空间圆拟合正确，记录此次的M值，以及其所对应的空间局内点坐标信息；

否则，此次空间圆拟合错误，不保存此次的M值，以及其所对应的空间局内点坐标信息；

步骤八、对步骤四～步骤七进行迭代，迭代次数为q次；

从多个被记录的M中选取出最大值，将其所对应的空间局内点作为最终的圆孔特征图像三维点；

步骤九、利用步骤八获得的圆孔特征图像三维点求取圆心坐标和半径。

2.如权利要求1所述圆孔特征的提取方法，其特征在于：在所述步骤二之后先进行如下步骤，再进行步骤三；

步骤I、从所述步骤二得到的左、右图像的圆孔轮廓边缘二维点坐标N_t中随机选取k个点，k≥3，进行圆拟合，标记为圆II；

步骤II、计算点集N_t中所有点到圆II的圆心距离，与圆孔拟合半径作差，取绝对值，记为点集F_t′；

步骤III、预设差值阈值为T，遍历点集F_t′内所有点，当满足F_t′＜T时，认为此时的左、右图像的圆孔轮廓边缘二维点是局内点，遍历所有圆孔轮廓边缘二维点N_t，标记所有局内点；

步骤IV、统计所述局内点的数目，记为S，计算S与s的比值Ratio，若Ratio≥G，G取值0.5～0.9，则步骤I中的圆拟合正确；若Ratio＜G，则圆拟合错误；

步骤V、对步骤I～步骤IV进行迭代，迭代次数为q₁次；

步骤VI、选取q₁+1个S中的最大值，将其所对应的局内点作为所述步骤三中的左、右图像中的圆孔轮廓点。

3.如权利要求1中所述圆孔特征的提取方法，其特征在于：所述迭代次数q计算公式如下：

p＝1-(1-Ratio₁′ⁿ)^q；

式中，n为步骤四中待拟合选点的个数；p为n个待拟合选点均为空间局内点的概率，Ratio₁′为第一次求取的M与m的比值。

4.如权利要求2中所述圆孔特征的提取方法，其特征在于：所述迭代次数q₁计算公式如下：

式中，k为步骤I第一次进行圆拟合时在点集N_t中选点的数量；p₁为k个随机选取点均为局内点的概率；Ratio为第一次求取的S与s的比值。