[发明专利]雪糕棒平面轮廓尺寸的视觉测量方法

权利要求书

1.雪糕棒平面轮廓尺寸的视觉测量方法，按照以下九个步骤执行：

步骤1，利用数字摄像机采集雪糕棒图像，通过图像采集卡将其转化为数字图像并传输到计算机系统；

步骤2，对雪糕棒图像进行目标识别，其中目标识别包括阈值分割和最大连通区域提取两个过程；

步骤3，利用梯度算子对目标图像进行轮廓检测，得到线幅为1像素的轮廓图像；

步骤4，对轮廓图像求取最小外接矩形，得到矩形四个顶点坐标A(x₁，y₁)，B(x₂，y₂)，C(x₃，y₃)和D(x₄，y₄)，根据公式计算出伸展方向；

步骤5，以最小外接矩形的中心为旋转中心、以伸展方向θ为旋转角度，将轮廓图像旋转到水平方向；

步骤6，根据x′=(x-x₀)cosθ-(y-y₀)sinθ+x₀，y′=(x-x₀)sinθ+(y-y₀)cosθ+y₀计算最小外接矩形四个顶点坐标在旋转至水平方向后的坐标，即A′(x₁′，y₁′)，B′(x₂′，y₂′)，C′(x₃′，y₃′)和D′(x₄′，y₄′)；根据得到雪糕棒的近似宽度；将轮廓图像沿水平方向划分为三个测量区域：1)图像左边界至水平坐标为第一测量区域；2)水平坐标至图像右边界为第三测量区域；3)其余部分，即水平坐标至之间的部分为第二测量区域；

步骤7，选择第二测量区域，由左向右，依次测量出每一个竖直截面的轮廓宽度W_t，计算出所有W_i的平均值即得到雪糕棒宽度W；

步骤8，对第一和第三测量区域分别采用Hough变换进行圆弧检测，得到两个拟合圆弧的圆心坐标分别为P(x_P，y_P)和Q(x_Q，y_Q)，半径分别为r_P和r_Q；进一步根据L=(x_Q-x_P)+r_P+r_Q计算出雪糕棒长度；

步骤9，通过选择已知尺寸的标准标定模板进行系统标定，得到系统标定系数为K毫米／像素；上述宽度、长度和圆弧半径的测量结果分别乘以标定系数K后换算得到以毫米为单位的实际物理尺寸。