[发明专利]一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量方法，其特征在于，包括：

S1.对左右相机预处理后的钣金件图像进行canny边缘检测，获得初步的边缘，进行轮廓提取和识别，得到平行四边形轮廓；

S2.对所述平行四边形轮廓的四条边进行拟合，得到拟合四边形轮廓；

S3.对所述四边形轮廓进行整体匹配，然后对匹配轮廓进行对应点匹配，实现三维重建；

S4.对重建出的轮廓点云进行三维矩形拟合，获取矩形中心点、长宽方向及尺寸；若为圆角矩形，额外进行圆角拟合；否则，不进行拟合。

2.如权利要求1所述的一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量方法，其特征在于，所述进行轮廓提取和识别，具体为：

S11.遍历初步的边缘，对边缘进行轮廓提取；

S12.计算当前边缘轮廓内外灰度值比例，判断是否满足设定阈值要求，若满足，进入步骤S13；否则，返回步骤S11；

S13.拟合当前边缘轮廓的最接近多边形，如果得到的多边形边数为4，则认为这个轮廓有可能是平行四边形，进入步骤S14；否则，返回步骤S11；

S14.对拟合的四边形进行平行四边形判断，计算两对相对边的平行度以及轮廓长度与平行四边形长度的比，若平行度和长度比在预设范围内，则判断当前边缘轮廓是平行四边形；否则，放弃该轮廓。

3.如权利要求2所述的一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量方法，其特征在于，所述对所述平行四边形轮廓的四条边进行拟合，具体为：

基于最接近多边形的四个顶点，获取四条边的中心点，根据平行四边形轮廓中位于多边形对应四条边上且距离中心点指定距离阈值内的像素点进行直线拟合，计算交点生成四边形；然后根据四边形与轮廓像素的距离，判断出是否有圆角，若有，则根据四个圆角的轮廓像素所在位置，进行椭圆拟合后与四边形一起重构出圆角四边形轮廓；若无，则不进行拟合。

4.如权利要求1所述的一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量方法，其特征在于，所述对重建出的轮廓点云进行三维矩形拟合，具体为：

S41.基于点到平面的距离最小化约束进行平面拟合，按照点到平面的距离设置阈值去除离散噪声点云；

S42.重复步骤S41，直到所有点云到拟合平面的距离小于设定阈值；

S43.将轮廓点云投影到拟合平面上，进行最佳四边形拟合，判断拟合出的四边形是否满足矩形定义，若不满足指定阈值，则将拟合平面绕四边形长边进行旋转，直到满足指定阈值，进行步骤S44；

S44.对拟合出的四边形进行等距离插值，获取等间距的四边形点云；

S45.基于对等间距的四边形进行矩形拟合，具体为计算出四边形点云中心点，然后基于最小二乘法计算出主轴方向和短轴方向，求解主轴和短轴与四边形的四个交点，据此四个交点生成矩形，重新计算中心点，得到矩形参数；

S46.若不为圆角矩形，则直接返回矩形参数；若为圆角矩形，则遍历所有点，寻找出每个圆角半径上的点，进行圆拟合，获取圆角半径，返回圆角矩形参数。

5.如权利要求1所述的一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量方法，其特征在于，所述预处理为畸变校正和极线校正。

6.一种基于特征拟合的钣金件矩形轮廓三维测量系统，其特征在于，包括：

四边形轮廓拟合模块，用于对左右相机预处理后的钣金件图像进行canny边缘检测，获得初步的边缘，进行轮廓提取和识别，得到平行四边形轮廓，对所述平行四边形轮廓的四条边进行拟合，得到拟合四边形轮廓；

匹配模块，对所述四边形轮廓进行整体匹配，然后对匹配轮廓进行对应点匹配，实现三维重建；

三维矩形拟合模块，对重建出的轮廓点云进行三维矩形拟合，获取矩形中心点、长宽方向及尺寸；若为圆角矩形，额外进行圆角拟合；否则，不进行拟合。