[发明专利]一种基于图像处理的非接触式微小间隙宽度测量方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的非接触式微小间隙宽度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集缝隙图片，采用背光方式，将带缝隙的物体投影到相机焦平面上，调节相机、镜头、光源，使得成像质量最佳；

步骤2：对图片进行二值化和形态学处理，滤除噪声，提取图片中的缝隙；

步骤3：求缝隙的中点以及相对于水平方向的夹角，对缝隙做仿射变换，使得缝隙与图像水平方向垂直；

步骤4：求取仿射变换后缝隙区域的中心点以及与水平方向的夹角；

步骤5：过中心做直线L，斜率由夹角得到；

步骤6：由缝隙的边缘点做垂直于L的直线L₁…L_n，每条直线与缝隙交于两点，一共有n个点对；

步骤7：求每一个点对的像素距离，并计算n个点对的像素距离加权平均；

步骤8：根据标定距离求出缝隙的实际宽度。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的非接触式微小间隙宽度测量方法，其特征在于，步骤1的具体步骤为：

固定相机、光源，调节镜头焦距，使图片由模糊到清晰再到模糊，在此过程中会出现图片最清晰的变焦环对应的点；在对应点附近不断重复上述过程，直至调节到图片最清晰。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理的非接触式微小间隙宽度测量方法，其特征在于，步骤2中采用动态阈值算法进行二值化分割处理并进行形态学处理，提取图片中的缝隙，具体如下：

f表示采集到的缝隙图片，f(i,j)表示第i行j列像素值大小；首先，创建一个滤波模板，模板大小为MaskWidth×MaskHeight，其中MaskWidth和MaskHeight均为正奇数，模板与对图像f进行卷积，然后除以模板大小，得到新的图像f_mean；选取补偿值T_offset，对于满足公式(1)的像素点在f中保留，反之舍弃；得到图像f_dyn，f_dyn中还存在杂散噪声的影响，通过

f(i,j)≥f_mean(i,j)+T_offset (1)

形态学滤波去除噪声，提取出缝隙区域图片f_gap。

4.根据权利要求1所述的基于图像处理的非接触式微小间隙宽度测量方法，其特征在于，步骤3中得到缝隙区域的中心以及相对于水平方向的夹角，据此做仿射变换，使得缝隙区域与水平方向垂直；具体如下：

得到缝隙的中心点坐标C_{Original-center}(i,j)以及相对于水平方向的夹角α_Original，据此创建仿射变换矩阵M_{HomMat2DRotate}，f_gap与M_{HomMat2DRotate}做卷积运算；如公式(2)所示，得到仿射变换后的图像f_affine；f_gap为提取出缝隙区域图片，f_affine为仿射变换后的图像；

f_affine＝f_gap*M_{HomMat2DRotate} (2)。

5.根据权利要求1所述的基于图像处理的非接触式微小间隙宽度测量方法，其特征在于，步骤4中求仿射变换后f_affine中缝隙区域的中心C_{affine-center}(i,j)以及相对于水平方向的夹角α_affine；f_gap为提取出缝隙区域图片，f_affine为仿射变换后的图像。