[发明专利]一种基于3D视觉的子弹底火引药填充量检测方法

权利要求书

1.一种基于3D视觉的子弹底火引药填充量检测方法，其特征在于至少包含以下几个步骤：

S100.子弹底火顶部朝上平放在透明亚克力传送板上，透明亚克力传送板以固定速度v向前移动，子弹底火到达成像区域后触发光电传感器，启动线激光以时间间隔为t的速度向子弹底火顶部投射激光，启动摄像机以时间间隔为t的速度获取投射在底火顶部的激光线的图像，连续采集n张包含激光线的图像；其中，线激光垂直90度朝下投射激光线，摄像机与水平方向呈角度ɑ倾斜拍照，环形光以透过玻璃传送板的方式对底火的底部打光；

S200.连续采集n张包含激光线的大小为(k，j)的底火图像，分别提取各图像中的激光中心线，根据式(1)，得到激光线上每个点的深度信息，由n条激光中心线得到(n×k)个点的深度信息，合成深度图像Bin10；

式中，P为激光在检测物表面上投射的点，O为线激光中心虚拟投射到透明亚克力传送板上的点，M为相机的焦点，A为O点在相机上呈现的点，B为P点在相机上呈现的点，OA和PB均通过焦点M，O A与激光线夹角为θ，OA与相机镜面夹角为

S300.对深度图像Bin10采用直方图均衡、二值化、膨胀、孔洞去除和腐蚀进行预处理，得到高质量的图像Bin20；

S400.对图像Bin20采用基于弧邻接矩阵的快速椭圆检测方法进行圆域检测，拟合得到各个椭圆的圆心C_i，结合欧氏距离的方法得到图像Bin20质心E与拟合到的各个椭圆的圆心C_i之间的欧氏距离ρ_i，根据ρ_i判断图像中的真圆，准确提取目标圆域；

S500.将目标圆域分别缩小二倍和四倍映射到底火深度图像中，得到底火大圆域和底火小圆域，分别提取出大、小圆域中的高度信息，由此判断子弹底火引药的填充量。

2.根据权利要求1所述的子弹底火引药填充量检测方法，其特征在于对深度图像进行预处理后得到高质量图像Bin20，所述步骤S300至少还包括以下步骤：

S310.得到深度图像的灰度直方图，将灰度直方图进行归一化，然后通过直方图均衡变换增强图像的对比度，凸显出清晰的图像边缘，得到图像Bin11；

S320.计算图像Bin11的类间方差，将最大类间方差G作为阈值，对图像Bin11进行二值化，消除图像中侧面圆环区域，保留圆域；二值化后对图像采用游程法提取连通域，消去面积较小的噪声区域，得到图像Bin12；

S330.设置膨胀算子，使用膨胀操作消除包含在前景图像中的噪声区域，使背景与前景完全区分，得到图像Bin13；

S340.通过孔洞消除算法消除图像中的内部噪声点，得到图像Bin14；

S350.采用腐蚀操作复原膨胀操作误消除的边缘区域，最终得到高质量的图像Bin20。

3.根据权利要求1所述的子弹底火引药填充量检测方法，其特征在于对高质量图像Bin20准确提取目标圆域，所述步骤S400至少还包括以下步骤：

S410.采用基于弧邻接矩阵的快速椭圆检测方法拟合图像中的椭圆，拟合到的第i个椭圆圆心C_i的坐标为

S420.计算第i个椭圆圆心C_i与预处理后的椭圆图像质心E之间的欧氏距离ρ_i：

其中，点E为椭圆的实际质心，其像素坐标为(x_E,y_E)；

S430.当欧氏距离ρ_i取最小值时对应的椭圆判定为真，其他为假，真圆即为目标圆域。

4.根据权利要求1所述的子弹底火引药填充量检测方法，其特征在于提取引药曲面高度信息，判断子弹底火引药的填充量，所述步骤S500至少还包括以下步骤：

S510.将目标圆域分别缩小两倍和四倍映射到底火深度图像中，得到底火大圆域和底火小圆域；

S520.分别提取出大、小圆域中的高度信息，包括小圆平均高度值H_{S_Mean}、大圆平均高度值H_{L_Mean}、小圆最大高度值H_{S_Max}、大圆最大高度值H_{L_Max}、小圆最小高度值H_{S_Min}和大圆最小高度值H_{L_Min}；

S530.根据提取到的大小圆域高度信息判断子弹底火引药的填充量。