[发明专利]一种基于计算机视觉的钢轨焊缝错边量测量方法

摘要

一种基于计算机视觉的钢轨焊缝错边量测量方法，包括步骤：1)采用已知尺寸的正方形标准块，实现计算机视觉系统标定，得到物像之间的比例关系，即单位像素所占长度(单位为mm)；2)利用计算机视觉系统采集焊缝图像；3)采用中值滤波方法对图像进行预处理，消除噪声对测量精度的影响；4)采用粗定位和精定位两步法，对焊缝两侧钢轨边缘直线进行定位；5)利用第4）步得到的焊缝两侧钢轨边缘直线，计算焊缝错边量。本发明的优点是：利用计算机视觉技术和图像处理技术实现钢轨焊缝错边量的计算，具有自动化程度高和精度高的优点。

主权项

一种基于计算机视觉的钢轨焊缝错边量测量方法，其特征在于包括以下方法步骤：1）计算机视觉系统标定；具体包括下述步骤：(a) 采集已知尺寸大小的正方形标准块图像，要求标准块与背景反差大，并且使采集图像中标准块四周都为背景；(b) 对标准块图像进行中值滤波，去除噪声干扰；(c) 采用最大类间方差法对标准块图像进行分割，得到二值图像，将标准块从图像背景中分离出来；(d) 对步骤(c)得到的二值图像，自上而下进行扫描，获取标准块上边缘点集，再自下而上进行扫描，获取标准块下边缘点集；(e) 去除步骤(d)中得到的上边缘点集和下边缘点集中的奇异点；(f) 利用去除奇异点后的上边缘点集和下边缘点集，采用最小二乘直线拟合法分别得到标准块的上边缘直线方程和下边缘直线方程；(g) 计算标准块上边缘直线上的点到下边缘直线的距离，取它们的平均值，即为正方形标准块边长的像素值；(h) 根据正方形标准块已知尺寸（单位为mm）和步骤(g)得到的标准块边长的像素值，计算得到单位像素所占长度(单位为mm)，完成计算机视觉系统的标定；2）利用计算机视觉系统采集焊缝图像；3）采用中值滤波图像预处理方法，对焊缝图像进行滤波，去除噪声干扰；4）焊缝两侧钢轨边缘直线定位；具体包括下述步骤：(a) 采用人工界入方法，在焊缝图像中定位焊缝的左右边界；(b) 钢轨边缘粗定位；(c) 焊缝左侧钢轨边缘精定位，得到左侧边缘直线方程；(d) 焊缝右侧钢轨边缘精定位，得到右侧边缘直线方程；5）焊缝错边量计算；具体包括下述步骤：(a) 利用第4）步得到的焊缝左右两侧钢轨边缘直线方程，在焊缝左右边界所界定的区域，分别计算直线上的点到直线的距离，以及直线上的点到直线的距离，并取这些距离的平均值；(b) 将第1）步得到的计算机视觉系统标定结果，乘以步骤(a)获取的平均距离，计算得到钢轨焊缝错边量。