[发明专利]一种多刻线水准管气泡居中误差视觉测量方法

说明书

本发明公开了一种多刻线水准管气泡居中误差视觉测量方法。首先在原水准管图像中框选气泡及刻线感兴趣区域；接着对该感兴趣区域图像进行二值化和去噪滤波处理；其次在处理后感兴趣区域图像中从左到右寻找出各刻线，确定最里侧两刻线的相关坐标信息并计算得到两刻线的中心横坐标；然后构建气泡感兴趣区域并从气泡及刻线感兴趣区域二值图像中截取出气泡感兴趣区域图像，进行取反处理，利用形态学开运算滤除干扰区域，获得面积最大的连通区域，即为气泡对应区域；最后根据气泡中心横坐标和最里侧两根刻线中心横坐标计算出气泡居中误差值。通过采用视觉方法对多刻线水准管气泡居中误差进行测量，可大大提高测量效率和准确率，节省大量人力成本。

技术领域

本发明涉及一种在工业生产领域内使用的机器视觉测量方法，尤其涉及一种多刻线水准管气泡居中误差视觉测量方法。

背景技术

水平尺是利用液面水平的原理，以水准管中刻线和气泡直接显示角位移，测量被侧表面相对水平位置、铅垂位置、倾斜偏离程度的一种计量器具。多刻线水准管是水平尺中的一个重要部件，其气泡居中误差是衡量水平尺产品质量的一个重要参数，该参数目前主要依靠人工测量的方法进行，不能保证测量结果的准确性，且测量效率低下。随着劳动力成本的快速上升，传统的人工测量方式无法满足当前工业上水平尺生产的大规模及高效的需求。

计算机视觉提供了一种高效、低成本、高准确率的多刻线水准管气泡居中误差测量方法，采用图像处理技术测量多刻线水准管气泡居中误差，不仅可以减少劳动力成本，而且能够获得更高精度的测量结果，使得多刻线水准管检测结果可信度和检测效率都将得到提升。但到目前为止，国内外对多刻线水准管气泡居中误差的视觉测量方法的研究成果非常少。

基于此，本案提出了一种多刻线水准管气泡居中误差视觉测量方法。

发明内容

本发明的目的是所要解决的技术问题就是提供一种基于计算机视觉技术对多刻线水准管气泡居中误差进行快速测量的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多刻线水准管气泡居中误差视觉测量方法，该方法包括读取原始多刻线水准管图像、气泡及刻线感兴趣区域的获取、感兴趣区域图像的处理、最里侧两根刻线位置的检测、气泡感兴趣区域的获取、气泡感兴趣区域图像的处理和气泡居中误差计算等步骤。

用于处理的多刻线水准管图像是从多刻线水准管气泡居中误差视觉测量系统中利用工业相机实时采集到的图像或事先采集并保存的图像数据。

气泡及刻线感兴趣区域的获取方法是：在原水准管图像中框选出一个包含所有刻线和气泡的矩形区域，确保此矩形区域下底边与所有刻线相交，此矩形区域即为气泡及刻线感兴趣区域。

感兴趣区域图像的处理方法是：采用图像分割方法对从原水准管图像中提取出的气泡及刻线感兴趣区域图像进行阈值分割处理，然后采用去噪处理算法进行减噪处理。

最里侧两根刻线位置的检测方法是：在滤波处理后的二值气泡及刻线感兴趣区域图像中，按从左到右的顺序寻找出各刻线，确定最里侧的两根刻线，并记录下最里侧左边刻线的中心线位置横坐标、最里侧左边刻线的右边横坐标、最里侧右边刻线的中心线位置横坐标以及最里侧右边刻线的左边横坐标，根据最里侧左右两根刻线的中心线位置横坐标计算出这两根刻线的中心横坐标。

气泡感兴趣区域的获取方法是：构建一个矩形区域，此矩形的左边横坐标为最里侧左边刻线的右边横坐标，此矩形的右边横坐标为最里侧右边刻线的左边横坐标，此矩形的上、下两边分别与气泡及刻线感兴趣区域的上、下两边重合，此矩形区域即为气泡感兴趣区域；从滤波处理后的二值气泡及刻线感兴趣区域图像中将气泡感兴趣区域对应的部分截取出来，获得气泡感兴趣区域图像。

气泡感兴趣区域图像的处理具体为：对气泡感兴趣区域图像进行取反处理，然后利用数学形态学开运算滤除干扰区域，获取面积最大的连通区域，此区域即为气泡所对应的区域。