[发明专利]一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于工件检测技术领域，特别涉及了一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法和系统。

背景技术

在机械零件加工过程中，对生产的零件的尺寸规格进行检测是不可缺少的一个环节。传统的检测方法有综合量规测量和三坐标机检测。但是，综合量规测量检验对被测孔组的实际尺寸和形状的测量灵敏度不高。三坐标机检测对操作人员有较高的技术要求，而且成本较高。随着科技水平的不断提高，机器视觉技术被逐步运用到工件的在线监测。对于椭圆工件的机器视觉处理，研究人员不断地从多种方面进行探索，通过利用椭圆的对称性，弦中点，梯度信息等几何性质，随机Hough变换等技术和方法，从不同角度有效减少了椭圆检测的时空消耗。但是利用几何特征和梯度信息来检测椭圆，其检测精度容易受图像背景噪声的干扰，而随机Hough变换也存在着因采样点的随机性而造成参数空间的无效累积等不足。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法和系统，克服了传统孔组检测方法成本高、时间消耗大、精度低等缺点。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法，包括以下步骤：

(1)采集工件图像信息；

(2)对采集的图像信息进行图像预处理；

(3)根据图像信息上的椭圆孔分布对图像信息进行分块，每块图像上均有1个椭圆孔；

(4)利用最大内切圆算法求解出每块图像中椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角；

(5)将椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角与标准椭圆孔尺寸进行比照，判断工件上的椭圆孔组是否合格。

其中，步骤(2)中所述图像预处理的步骤依次为对图像去噪、对图像进行二值化和对图像进行边缘检测。

其中，所述边缘检测为Canny边缘检测。

其中，步骤(4)的具体内容如下：

(a)计算椭圆的m条水平扫描线，并将第i条水平扫描线与椭圆交点a_i1、a_i2计入集合S，i＝1,2,…,m；

(b)计算S集合内所有|a_i1a_i2|的中点a_i，通过最小二乘拟合得到水平扫描中点线，并求出水平扫描中点线与椭圆的交点A₁、A₂，计算线段|A₁A₂|的中点M₁；

(c)按照步骤(a)、(b)的方法求解出椭圆的垂直扫描中点线与椭圆的交点所连线段的中点M₂，以|M₁M₂|中点O₁为圆心，|M₁M₂|为直径取圆C₁；

(d)求出过点O₁的水平直线与椭圆的交点P₁、P₂，以O₁为圆心，max{|O₁P₁|，|O₁P₂|}为半径作圆C₂；

(e)若圆C₂与椭圆有4个交点，依次记为P₃、P₄、P₅、P₆，或者圆C₂与椭圆有3个交点，即P₃与P₄重合或者P₅与P₆重合，则以弧长和为范围，计算圆C₁内的每个点到该范围内的椭圆边界点的最小距离d_min，并记入集合H；若圆C₂与椭圆只有一个或两个交点时，则计算圆C₁内的每个点到椭圆所有边界点的最小距离d_min，并记入集合H；

(f)求出集合H内的max{d_min}，及max{d_min}对应的C₁内的点O；