[发明专利]零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法

说明书

本发明零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法属于激光测量技术领域，涉及一种针对具有孔位的零件表面上断裂激光光条的提取与匹配方法。该方法利用表示几何位置激光光条中心的平均纵坐标值作为特征，对各激光光条的平均纵坐标值进行排序，并按排序序号对激光光条编号，进行编号一一对应的匹配；通过选取连通区域面积最大与次大的激光光条的光条中心点进行点采样，利用这些采样点进行线性曲线拟合，计算其他激光光条到该拟合曲线的偏差的平均值，选取距离阈值以剔除由于孔位影响而发生偏折的激光光条，完成对于零件表有有孔位的激光的匹配。该方法提高了数据处理效率，加快了离线的数据处理速度，减少了数据处理的难度，使其适应面更广。

技术领域

本发明属于激光测量技术领域，涉及一种针对具有孔位的零件表面上断裂激光光条的提取与匹配方法。

背景技术

在飞机制造工艺中，装配环节对飞机整体性能有着重要影响。通过激光扫描与双目视觉系统结合的办法，可以对零件表面进行高精密测量，来评判装配环节的精度。但是，对于一些表面有各类孔位的零件，在扫描到孔位上时，激光光条会发生断裂、偏折等情况，这在后续数据处理中，需要人工框选多个感兴趣区域，分别提取断裂的激光光条，以避免孔位影响，大大加大了数据处理难度与耗时量。通过传统的极线约束对左右图像的激光光条的光条中心进行匹配时，也会出现只对图像中部分断裂激光光条进行匹配的情况。因此通过利用针对具有孔位的零件表面上断裂激光光条的提取与匹配方法，可以大大加快数据处理速度，减少人工处理时间，并且提高激光扫描与双目视觉系统的测量方法的柔性，使其适应面更广。

经文献检索，贾振元等人在论文《双目视觉测量中等匹配点的光条中心提取》，光学精密工程；2016年07期；1582-1591中，提出了一种根据灰度梯度变化来判断激光光条边界的方法，用于提取激光光条中心，之后再进行做右图像的匹配。遇到断裂的激光光条的情况，自上而下通过灰度重心法进行激光光条中心点粗提取时，首次遭遇孔位发生激光光条断裂时，便会认为激光光条已经结束，不再向下继续检索计算，需要多次框选感兴趣区域，才能对所有断裂的激光光条进行处理，这不能满足快速有效的数据处理的需求。

发明内容

本发明为克服现有算法缺陷，发明了一种针对具有孔位的零件表面上断裂激光光条的提取与匹配方法。该方法通过设定面积阈值，对扫描在具有孔位的零件表面的激光光条进行识别与提取，然后对于通过双目视觉系统拍摄的一张图像中的多条断裂后的激光光条进行基于光条中心点y坐标的筛选与基于平均y坐标值的排序顺序进行编号，并对另一张图像进行同样操作后，基于编号进行激光光条连通区域的编号一一对应地匹配。通过灰度重心法计算各条激光光条的光条中心点之后，选取连通区域面积最大和次大的激光光条进行采样，选取用于线性曲线拟合的点集合，计算其他激光光条到拟合曲线的偏差值以筛选出并剔除由于孔位原因而发生偏折的激光光条。对于剩余的已经互相匹配上的激光光条，进行基于极线约束的光条中心匹配与重建，以完成对零件型面的测量与重建。提高了激光扫描配合双目视觉系统的测量方法的柔性度，减少后续数据处理的难度与耗时量；加快了数据处理速度，减少人工处理时间，使其适应面更广。

本发明采用的技术方案是一种零件表面断裂激光光条的提取与匹配方法，其特征是，该方法利用表示几何位置激光光条中心的平均纵坐标值作为特征，对各激光光条的平均纵坐标值进行排序，并按排序序号对激光光条编号，进行编号一一对应的匹配；通过选取连通区域面积最大与次大的激光光条的光条中心点进行点采样，利用这些采样点进行线性曲线拟合，计算其他激光光条到该拟合曲线的偏差的平均值，选取距离阈值以剔除由于孔位影响而发生偏折的激光光条，以完成对于零件表面有孔位的激光的匹配。方法的具体步骤如下：

第一步提取断裂激光光条

1)图像滤波

由于由摄像机所拍摄的原始图像src包含噪声影响，为了提高后续轮廓提取与特征点集合获取的稳定性与鲁棒性，首先对原始图像src进行感兴趣球体区域选取，设定为原始图像src的感兴趣区域srcROI。然后对感兴趣区域srcROI进行中值滤波，获得滤除噪声后的图像为medDst；