[发明专利]一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法

说明书

本发明公开一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法，包括：步骤1、图像采集与预处理：对瓷砖图像进行标定，再进行滤波、梯度锐化；步骤2、提取轮廓、确立拟合与分割点：以斜外接矩形的包络线为基准，采用最近邻搜寻算法确立瓷砖轮廓的分割点；步骤3、长、宽度和完整度计算：确定各分割点的坐标，采用欧式距离度量瓷砖长度和宽度，计算完整度；步骤4、采用最小二乘法对分割的轮廓线进行拟合，计算边直度；步骤5、合格判定：将测量得到的瓷砖长度、宽度、完整度和边直度与标准值进行比较，判断瓷砖是否合格。本发明可准确的检出瓷砖的真实物理尺寸，提高了瓷砖自动化检测水平。

技术领域

本发明涉及瓷砖检测技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法。

背景技术

目前基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法主要有下列几种：

(1)通过人为经验设置瓷砖的测量区域或者测量特殊点，经过几何关系的推导，计算出瓷砖的相关尺寸测量参数；

(2)通过边缘定位算法获得瓷砖四个角度的水平与竖直方向直线方程，直线交点即为瓷砖的边角点的坐标，以此为基准计算其他的测量参数；

(3)直接通过Harris或者Shi-Tomasai等角点检测算法直接进行分割点检测；

(4)借助压电传感结构、激光传感器等其他的辅助传感器进行间接测量；

以上方法虽然都以视觉或者自动化技术为基础，一定程度上减少了传统的人工检测带来的经验、工具误差、环境等方面的影响，但是其所使用的算法都存在一定的局限性，无法反映真实的瓷砖尺寸形貌。四种方法的局限性分别如下：人为设置不可避免地带入经验误差，受操作人员主观测量经验等因素的影响，边缘定位拟合交点法当瓷砖的边角缺损时，拟合的交点只是理论上的边缘检测点，与真实的瓷砖边角相差较大，该方法无法反映这一真实的情况，其他的辅助传感器无疑会增加整个测量系统的成本与复杂度，带来更多的硬件设备误差，因此研究一种能够真实反映瓷砖尺寸检测的视觉算法成为一项非常有意义的工作。

基于上述的工程应用背景，本发明人提出了一种基于斜矩包络线最近邻尺寸检测算法。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法，通过相机标定、图像矫正、几何包络线、最近邻域、最小二乘法技术，以准确的检出瓷砖的真实物理尺寸，提高了瓷砖自动化检测水平。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法，包括以下步骤：

步骤1、图像采集与预处理

CCD相机在突出边缘对比的组合光源下采集瓷砖图像，然后对瓷砖图像进行预处理，预处理方式为：先在视觉系统中对瓷砖图像进行标定，再进行滤波、梯度锐化；

步骤2、轮廓提取、拟合与分割点确立

从瓷砖图像中提取瓷砖轮廓图像，以瓷砖轮廓拟合其斜外接矩形的包络线，采用最近邻搜寻算法确立瓷砖轮廓的分割点，具体是以该斜外接矩形的4个角点为基准点，搜寻距离基准点最近邻域内的轮廓点作为瓷砖轮廓的分割点；

步骤3、长、宽度和完整度计算

确定各分割点的坐标，采用欧式距离度量瓷砖轮廓图像各个端点之间的距离作为瓷砖长度和宽度，同时计算瓷砖轮廓图像的完整度，所述各个端点为步骤2得出的分割点；

步骤4、轮廓分割与边直度计算

采用最小二乘法对分割的轮廓线进行拟合，计算轮廓线中点到拟合直线的距离作为该边的边直度，将4条轮廓线的边直度的最大值作为整个瓷砖轮廓图像的边直度；

步骤5、合格判定