[发明专利]一种快速圆弧检测方法

说明书

本发明公开了一种快速圆弧检测方法，其特征包括：1边缘图像获取；2边缘分解为数个候选圆弧；3圆弧合并；4圆弧筛检。本发明所采用的检测算法速度快、精度高、鲁棒性强，可广泛应用于机器视觉领域中各类含有圆弧边界的物体的检测。

技术领域

本发明涉及一种机器视觉领域的检测方法，特别是涉及一种含有圆弧边界的物体的快速检测方法。

背景技术

圆弧是众多工件含有的特征，也是重点检测的特征之一。圆弧的检测有传统的基于机械装置的检测方法，也有基于机器视觉的检测方法，前者往往具有检测精度差、速度慢、鲁棒性不足等缺点，而后者正成为工业检测的热点。

基于机器视觉的圆弧检测方法中，主要分为基于hough变换的方法和基于曲线拟合的方法，基于hough变换的方法具有鲁棒性高抗噪能力强的特点，但是其具有计算速度慢、存储量大、漏检、错检率高等缺点，不适合工业检测。另外一种曲线拟合方法对数据噪声比较大，一旦出现待拟合数据与其他直线、曲线数据粘连或具有较大奇异点时拟合误差是非常巨大的，克服这个缺点的方法很多，有的是将曲线分割成固定大小的数据段，然后对其拟合，根据拟合误差来检测圆弧，有的利用直线拟合曲线，根据相邻直线之间的夹角来检测圆弧。但是分段拟合法的圆弧检测误差与分段大小有关系，且为了提高精度，分段一般较小，但这样会带来计算量大、计算时间长的代价。拟合直线夹角法的检测依赖于夹角阈值的设定，鲁棒性差。圆弧合并是将拟合参数相近的圆弧进行合并，以避免重复检测，方法主要为基于圆参数距离的聚类法，该方法依赖于距离阈值的设定，这个固定阈值往往依赖于先验知识，且不适合于不同单位坐标下的圆的合并。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足之处，提出一种快速圆弧检测方法，以期能快速准确的检测圆弧，提高检测精度和鲁棒性，从而可广泛应用于机器视觉领域中各类含有圆弧边界的物体的检测。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种快速圆弧检测方法的特点包括以下步骤：

步骤1、边缘图像获取：

利用边缘检测算子Canny对原始图像进行处理，得到初始边缘图像；使用连通域标记算法获取所述初始边缘图像的连续边缘，并删除边缘长度小于阈值的连续边缘，从而得到包含N条边缘曲线的边缘图像M，记N条边缘曲线所构成的边缘曲线集合为Ω＝{λ_i,i∈[1,N]}，λ_i表示第i条边缘曲线，第i条边缘曲线λ_i的长度用l_i表示；

步骤2、基于分段生长法的边缘分解：

采用分段生长法对第i条边缘曲线λ_i进行分解，得到N_i个候选圆弧所构成的候选圆弧集合Γ_i＝{πⁱ_j,j∈[1,N_i]},πⁱ_j表示第i条边缘曲线λ_i上分解得到的第j个候选圆弧；从而得到N条边缘曲线的候选圆弧集合Ψ＝{Γ_i,i∈[1,N]}；并有表示所述边缘曲线集合Ω上所有候选圆弧的个数；

步骤3、基于圆弧亲近度因子的圆弧合并：