[发明专利]一种基于机器视觉的激光水平仪出射激光线检测方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的激光水平仪出射激光线检测方法，包括：1）实时采集多条水平或垂直激光线的多幅图像数据；2）传输图像数据到PC机；3）图像预处理；4）图像检测每幅图片中拍摄的激光线段位置，并且判断激光线宽度等信息；5）将激光线相关图片信息融合，判断激光直线的位置信息是否发生上下左右方向的出射偏移；6）将激光线多幅图片宽度信息融合，判断每条激光线是否小于等于规定的衍射角，保证宽度符合生产要求；7）将激光水平仪是否合格的信息显示到人机界面，给出判断结果和依据，并存储当前检测水平仪编号和其各方向激光线宽度、位置等信息入库。本发明可以实现对激光线的位置精度识别以及对激光线宽度的精确测量。

主权项

1.一种基于机器视觉的激光水平仪出射激光线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采集多条水平或垂直激光线的多幅图像数据；2)将步骤1)采集到的图像数据传输到PC机上；3)将步骤2)中的图像进行预处理；4)将步骤3)中预处理后的图像通过检测射出每幅图片激光线的位置，判断激光线宽度信息；5)通过步骤4)中处理的结果，将激光线相关图片信息融合，判断激光直线的位置信息是否发生上下左右方向的出射偏移；6)通过步骤4)中处理的结果，将每条激光线多幅相关图片宽度信息融合，判断每条激光线是否小于等于规定的衍射角，保证宽度符合生产要求；7)将步骤5)和步骤6)的判断信息显示到人机界面，给出判断结果和依据，并存储当前检测水平仪编号和其各方向激光线宽度、位置信息入库；所述步骤4)中的图像检测激光线的宽度，并且判断激光线相对位置信息，包括以下步骤：a)对单个工业照相机通过采集彩色图像，进行灰度化处理，再得到清晰的灰度图像信息，考虑激光水平仪多采用红色激光线、绿色激光线，故在灰度处理过程中通过对单通道的图像获取灰度信息，并结合RGB转HSV的特性，获得色度H通道的信息来加强图像色度本身特性，减弱光照亮度因素的干扰，再对彩色图像进行灰度化处理，得到灰度图像；b)获取激光线图像有效点，并二值化图片；由于激光线的特性，其图像中多为点状堆叠，同时考虑衍射角的和光栅作用，形成一方面激光线亮度呈现中间亮边缘暗的特性，另一方面边缘处出现噪点和不平滑的特点，都对测量造成影响；故在二值化之前要通过随机场模型确定激光线边缘的噪点，判断哪些噪点能够视为有效宽度，再通过OTSU二值化图像；c)通过Ransac算法缩小激光线像素点的范围，确定激光线大致的中心线，再将有效的像素点通过Hough和最小二乘的方法拟合直线，获得激光线数学意义的中心线，之后通过几何算法求得与标定板中标定线的相对位置信息；d)通过激光中心线位置和斜率，做部分线段外接矩形，通过高斯平滑和样条插值获得激光线两边亚像素边缘；再利用坐标转化得到激光线宽度。