[发明专利]利用一种基于多相机的电镀金刚石线锯表面图像采集装置进行图像拼接的方法

权利要求书

1.利用一种基于多相机的电镀金刚石线锯表面图像采集装置进行图像拼接的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)4台工业相机同时采集电镀金刚石线锯同一轴向位置、不同角度的表面图像；

步骤(2)通过式(1)，式(2)，式(3)，式(4)，式(5)得到电镀金刚石线锯表面原始图像中像素与展开后电镀金刚石线锯表面图像中像素的坐标变换关系，根据此坐标变换关系展开图像；

式中，u₁为金刚石线锯原始图像中芯线靠近图像坐标系原点O₁的母线U坐标值，u₂为金刚石线锯原始图像中芯线远离图像坐标系原点的母线U坐标值，u为金刚石线锯表面原始图像中像素的U坐标值；

式中，r表示电镀金刚石线锯原始图像中芯线的半径，u₁为金刚石线锯原始图像中芯线靠近图像坐标系原点O₁的母线U坐标值，u₂为金刚石线锯原始图像中芯线远离图像坐标系原点的母线U坐标值；

s_x＝r·α (4)

式中，s_u为电镀金刚石线锯表面展开图像中的U坐标，u₁为金刚石线锯原始图像中芯线靠近图像坐标系原点O₁的母线U坐标值；

步骤(3)图像预处理：通过高斯滤波滤除电镀金刚石线锯表面图像中存在的噪声，利用Otsu算法对电镀金刚石线锯表面图像进行全局自适应二值化分割，由形态学中的开运算消除二值化图像中存在的小噪点；

步骤(4)以电镀金刚石线锯表面图像中的磨粒重心为特征点，得到每个特征点的坐标信息；

步骤(5)利用电镀金刚石线锯表面同一磨粒，在相邻工业相机所采集图像中的映射关系，根据式(6)设置搜索区域得到匹配特征点对；

式中，表示参考图像中特征点的U坐标值，表示参考图像中特征点的V坐标值，表示输入图像中特征点的U坐标值，v₂表示输入图像中特征点的V坐标值，Δu表示在U方向允许的偏差阈值，Δv表示在V方向允许的偏差阈值；

步骤(6)对步骤(5)中得到的匹配特征点对进行筛选；

步骤(7)用步骤(6)中筛选出的特征点对，由最小二乘拟合求解出电镀金刚石线锯表面图像平移模型中的未知参数；

步骤(8)基于平移模型，得到单幅电镀金刚石线锯表面图像中像素与拼接后电镀金刚石线锯表面图像中像素之间的映射关系，并通过图像重采样得到初步拼接好的电镀金刚石线锯表面图像；

步骤(9)去除步骤(8)所得图像两侧的重合区域，得到完整的电镀金刚石线锯表面图像；

上述电镀金刚石线锯表面图像采集装置包括以下5个子装置组成：

子装置1.工业相机：用于采集电镀金刚石线锯表面的原始图像；

子装置2.光源：用于增加电镀金刚石线锯镀层与表面磨粒在图像中的灰度值差异；

子装置3.载物台：用于安装工业相机、光源、导轮；

子装置4.导轮：电镀金刚石线锯生产时保证其与镜头之间的距离稳定不变；

子装置5.计算机：用于安装图像采集软件。

2.根据权利要求1所述的拼接方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下步骤：

步骤(4.1)通过连通域查找，得到电镀金刚石线锯表面二值化图像中每个磨粒所包含像素的坐标值；

步骤(4.2)利用式(7)得到图像中磨粒的重心位置并将其作为金刚石线锯表面图像中的特征点；

式中，A表示连通区域R中包含的像素数，u表示R中包含像素的U坐标，v表示R中包含像素的V坐标，表示磨粒图像重心的U坐标，表示磨粒图像重心的V坐标；