[发明专利]一种基于线激光扫描的螺柱特征参数测量方法

权利要求书

1.一种基于线激光扫描的螺柱特征参数测量方法，其特征在于包括：

S1：采用线激光依次扫描螺柱底部焊接平面和螺柱柱面，同时拍摄n幅光刀图像；

S2：对光刀图像计算二值化阈值，提取出光刀图像中的光刀轮廓，记录每幅光刀图像中周长最长的光刀轮廓对应的最小外接矩形信息；

S3：在记录下的每幅光刀图像的光刀轮廓中分别找出一条连贯的平面光刀和柱面光刀，以此为基准对未确定类别的光刀分类；

S4：对平面光刀图像和柱面光刀图像进行三维重建，分别生成平面点云集和柱面点云集；

S5：对S4生成的平面点云集使用最小二乘法计算平面方程，得到螺柱底部焊接平面特征参数；

S6：令S4生成的柱面点云集沿底部平面法向量方向投影，选择S3中基准柱面光刀对应的投影曲线，近似为圆弧，计算该投影曲线的圆心，剔除柱面点云集中到圆心距离超过设定倍数的螺柱公称半径的投影点对应的点云；

S7：在S6处理后的柱面点云集中选取多组可反映螺柱轴线方向向量的特征点，使用稳健总体最小二乘拟合法计算每组特征点对应空间直线的单位方向向量，择优选取一组，作为螺柱轴线方向向量；

S8：将柱面点云集沿轴线方向投影，近似为圆弧，计算投影曲线的圆心，为螺柱轴线所穿过的点，与S7得到的螺柱轴线方向向量、S5得到的螺柱底部焊接平面特征参数联立，得到螺柱特征参数；

在S3之后、S4之前还包括：对柱面光刀图像，通过水平投影和垂直投影信息，剔除噪声；

所述对柱面光刀图像，通过水平投影和垂直投影信息，剔除噪声，包括：

依次对水平投影从上至下遍历，从下至上遍历，对垂直投影从左至右遍历，从右至左遍历，每次遍历当首次遇到连续5个点投影量都不为0时，分别记录这5个连续点中最上端点的坐标为y_ELU，最下端点的坐标为y_ERD，最左端点的坐标为x_ELU，最右端点的坐标为x_ERD；

保留左上顶点坐标为(x_ELU,y_ELU)，右下顶点坐标为(x_ERD,y_ERD)的矩形内的光刀；

垂直投影的[x_ELU,x_ERD]区域内，如果存在连续至少11个点的投影量为0，只保留轮廓周长最长的光刀。

2.根据权利要求1所述的基于线激光扫描的螺柱特征参数测量方法，其特征在于，所述S1包括：

调整传感器测量位姿，限制线激光至多穿过1条螺牙，启动传感器，使线激光依次扫描螺柱底部焊接平面和螺柱柱面，同时拍摄到两条或两条以上连贯的平面光刀图像。

3.根据权利要求1所述的基于线激光扫描的螺柱特征参数测量方法，其特征在于，所述S2中，对图像采用基于直方图的最佳阈值迭代法计算二值化阈值。

4.根据权利要求3所述的基于线激光扫描的螺柱特征参数测量方法，其特征在于，所述基于直方图的最佳阈值迭代法，构建如下：

根据图像的灰度值范围确定初始阈值，建立如下公式：

其中：g_min为图像的最小灰度值，g_max为图像的最大灰度值，T⁰为初始阈值；

根据图像直方图函数以及当前阈值，迭代的阈值计算方法如下：

其中：h(g)为图像直方图函数，T^k为当前阈值，A_b为当前阈值下的图像背景的平均灰度值，A_f为当前阈值下的图像前景的平均灰度值，T^k+1为新阈值；

迭代计算阈值，直至T^k+1＝T^k时，迭代停止。