[发明专利]一种基于图像处理的螺丝孔定位算法及螺丝锁付装置

权利要求书

1.一种基于图像处理的螺丝孔定位算法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、拍照获取包含若干个螺丝孔的待定位区域的图像，并对图像进行预处理，以获取若干个螺丝孔的圆形图像轮廓；

S2、使用网格分解法分解步骤S1中获取的若干个螺丝孔的圆形图像轮廓，使每个螺丝孔的圆形图像轮廓被分为多段圆弧，随后获取每个螺丝孔的圆形图像轮廓所对应的每段圆弧的两个端点坐标；

S3、获取步骤S2中建立的任意一个螺丝孔的圆形图像轮廓所对应的任意两段相邻的圆弧对应的端点坐标，或取这两段圆弧对应的两条弦，并分别做这两条弦的中垂线，以这两条弦的中垂线的交点作为对应的圆形图像轮廓的一个圆心待定点，获取该圆心待定点的坐标；

S4、重复步骤S3，直到获得所有螺丝孔的圆形图像轮廓所对应的两段相邻的圆弧所对应的圆心待定点，并将所有的圆心待定点的坐标绘制在待选圆心样本图中；

S5、通过引入高斯核函数的均值漂移聚类算法，迭代找出步骤S4中绘制的圆心样本图中的若干个圆形图像轮廓所对应的若干个圆心坐标点，以这若干个圆心坐标点对步骤S1中的若干个螺丝孔进行定位；

其中，步骤S2中，使用网格分解法分解步骤S1中获取的若干个螺丝孔的圆形图像轮廓，获取每个螺丝孔的圆形图像轮廓所对应的每段圆弧的两个端点坐标的具体方法为：

使用网格分解法分解步骤S1中获取的每一个圆形图像轮廓时，分别使用多个横向条及多个竖向条来分解，以分别获得两组不同的数据集，每组数据集中均包含多个端点坐标数据；步骤S3和S4中，分别对两组数据集中的数据进行处理，以分别获取两组不同的圆心待定点的坐标，并将两组中所有的圆心待定点的坐标均绘制在待选圆心样本图中；

其中，相邻两个横向条之间的距离D1，具体采用如下方法确定：

先预设圆形图像轮廓所需通过横向条分解的份数N1，然后测出圆形图像轮廓的外接矩形的竖向长度L1，最后再采用圆形图像轮廓的外接矩形的竖向长度L1除以圆形图像轮廓所需通过横向条分解的份数N1，即可得到每个圆形图像轮廓中相邻两个横向条之间的距离D1，即D1＝L1/N1；

相邻两个竖向条之间的距离D2，具体采用如下方法确定：

先预设圆形图像轮廓所需通过竖向条分解的份数N2，然后测出圆形图像轮廓的外接矩形的横向长度L2，最后再采用圆形图像轮廓的外接矩形的横向长度L2除以圆形图像轮廓所需通过竖向条分解的份数N2，即可得到每个圆形图像轮廓中相邻两个竖向条之间的距离D2，即D2＝L2/N2。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的螺丝孔定位算法，其特征在于，步骤S5中，每个圆形图像轮廓所对应的圆心坐标点，具体采用如下方法确定：

随机选择每个圆形图像轮廓的一个圆心待定点为起点，并计算其偏移均值，所述偏移均值为以选择的起点为中心，在给定半径的圆范围内选择的起点到圆内其他圆心待定点的矢量和；然后以矢量和的终点为新的起点并计算其偏移均值，并重复多次后，直到找到满足预设的约束条件的矢量和的终点，即作为该圆形图像轮廓的圆心坐标点。

3.一种螺丝锁付装置，其特征在于，包括相机、中控模块及操作件；所述相机用于拍照获取若干个螺丝孔的图像，所述中控模块用于根据权利要求1-2任一项所述的基于图像处理的螺丝孔定位算法来实现螺丝孔定位，并在实现螺丝孔定位后，控制所述操作件操作螺丝完成螺丝锁付。