[发明专利]一种基于数字图像处理技术的针尖三维坐标检测方法与装置

权利要求书

1.一种基于数字图像处理技术的针尖三维坐标检测方法，其特征在于，包括步骤：

步骤001：对经相机正面拍摄得到的含针管和针头彩色图像I进行灰度化，得到灰度图像I₁；

步骤002：对灰度图像I₁进行预处理，具体包括：

步骤00201：计算得到图像I₁的长和宽像素值m和n；

步骤00202：对灰度图像进行锐化滤波得到增强图像I₂，其中滤波器形状参数设为1；

步骤00203：对滤波图像I₂进行形态学开运算得到图像I₃，其中结构元素为3×3像素的方形结构；

步骤00204：对图像I₃进行初步阈值分割得到图像I₄，阈值t₁＝110，当I₃(i,j)＞t₁时，I₄(i,j)＝255，当I₃(i,j)≤t₁时，I₄(i,j)＝0，其中i和j为图像像素所在的行列坐标值，1≤i≤m，1≤j≤n；

步骤00205：使用最大类间方差法找到图像I₁的阈值t₂，根据阈值t₂对图像I₄进一步进行二值化处理，得到图像I₅，即当I₄(i,j)＞t₂时，I₅(i,j)＝1，当I₄(i,j)≤t₂时，I₅(i,j)＝0，其中i和j为图像像素所在的行列坐标值，1≤i≤m，1≤j≤n；

步骤00206：对二值化图像I₅进行取反运算，得到图像I₆，即I₆(i,j)＝1-I₅(i,j)；

步骤00207：对图像I₆进行细化和像素连接的形态学运算，得到图像I₇；

步骤003：对图像I₇进行针管直线检测，具体包括：

步骤00301：对图像I₇进行霍夫变换，得到霍夫变换矩阵H、角度T和半径值R；

步骤00302：提取霍夫变换矩阵H中的1个峰值位置；

步骤00303：根据霍夫变换矩阵H、角度T、半径值R和峰值位置绘制针管所在的直线线段，得到针管直线的针尖和针尾两个端点p₁和p₂的坐标(i₁,j₁)和(i₂,j₂)；

步骤004：根据针尖和针尾端点坐标计算针管特性参数：

步骤005：相机绕竖直方向旋转90度后，对经侧面拍摄得到的含针头彩色图像I'进行灰度化，得到灰度图像I′₁；

步骤006：对灰度图像I′₁进行预处理；

步骤007：对图像I′₇进行针管直线检测，具体包括：

步骤00701：对图像I′₇进行霍夫变换，得到霍夫变换矩阵H'、角度T'和半径值R'；

步骤00702：计算霍夫变换矩阵H'中的1个峰值位置；

步骤00703：根据霍夫变换矩阵H、角度T、半径值R和峰值位置绘制针管所在的直线线段，得到针管直线的针尖和针尾两个端点p′₁和p′₂的坐标(i′₁,j′₁)和(i′₂,j′₂)；

步骤008：根据针尖和针尾端点坐标计算针管特性参数。