[发明专利]一种基于角点约束的裁片眼刀检测方法

权利要求书

1.一种基于角点约束的裁片眼刀检测方法，包括下列步骤：

步骤1：采集裁片图像；

步骤2：对裁片图像进行畸变校正；

步骤3：将裁片图像和其对应的CAD进行匹配；

步骤4：通过仿射变换将图像和CAD显示到同一个二维坐标系中；

步骤5：通过角点检测算法提取CAD上的所有角点；

步骤6：通过形状约束和交集面积约束的方式得到CAD上的所有眼刀；

其中，通过形状约束和交集面积约束的方式得到CAD上的所有眼刀，包括：

(1)剔除不属于眼刀区域的无关角点：遍历CAD上的所有角点，计算出角点之间的最小距离d，以CAD上的任一角点为圆心，以d为半径画圆，当以远离眼刀区域的角点做为圆心画圆时，CAD上的其他角点均位于圆外，以此剔除不属于眼刀区域的无关角点；

(2)任选一个角点和距离该角点最近的两个角点组成一个矩形区域，若这个矩形区域内的角点个数是4个，那么这个眼刀就是矩形眼刀，计算矩形区域与CAD区域的交集，假设交集的面积为S₁，矩形区域的面积为S₂，若S₁/S₂小于0.5该眼刀即是凹矩形眼刀，否则是凸矩形眼刀，若这个矩形区域内的角点个数是3个，那么这个眼刀就是三角形眼刀，计算三角形区域与CAD区域的交集，假设交集的面积为S₃，三角形区域的面积为S₄，若S₃/S₄小于0.5该眼刀是凹三角形眼刀，否则是凸三角形眼刀；

(3)从剩余的角点中任取一个角点，找出距离该点一定距离p的所有角点，拟合为一条曲线，若这条曲线拟合成椭圆，就是U形眼刀，计算U形区域与CAD的交集，假设交集的面为S₅，U形区域的面积为S₆，若S₅/S₆小于0.5则该眼刀是凹U形眼刀，否则是凸U形眼刀；

步骤7：在CAD上眼刀区域的邻域范围内提取裁片上的眼刀；

其中，在CAD上眼刀区域的邻域范围内提取裁片上的眼刀，包括：

(1)剔除不属于眼刀区域的无关角点；

(2)剔除眼刀区域内的干扰角点，若该位置CAD上为三角形眼刀，针对裁片上眼刀区域内的角点，任选其中三个角点，组成三角形，计算这些三角形面积中的最大值，面积最大的三角形中对应的三个角点就是三角形眼刀；若该位置CAD上为矩形眼刀，由裁片上眼刀区域的四个顶点组成矩形眼刀；若该位置CAD上为U形眼刀，对裁片上眼刀区域进行边缘提取，得到一段曲线，即为裁片上的U形眼刀；

步骤8：计算CAD上的眼刀和裁片上的眼刀之间的偏差。

2.根据权利要求1所述的基于角点约束的裁片眼刀检测方法，其特征在于，步骤3中，使用目标物体的整体边缘或者特征比较明显的部分边缘与模板进行匹配，匹配之后得到匹配到目标的模板中心坐标(R，C)，匹配到目标的旋转角度Angle，匹配到目标的缩放系数Scale，进而得到将裁片和CAD重叠显示的仿射变化矩阵H。

3.根据权利要求1所述的基于角点约束的裁片眼刀检测方法，其特征在于，步骤5中，检测CAD上的角点时，由于CAD不是一幅图像，不可能用角点检测算法直接提取CAD上的角点，先将CAD转换成具有一定灰度值且和裁片同高同宽的图片，然后采用Harris角点检测算法提取出CAD上的所有角点。

4.根据权利要求1所述的基于角点约束的裁片眼刀检测方法，其特征在于，步骤6中，为了准确地得到CAD上的所有眼刀，需要对CAD上的所有角点进行分类：不属于眼刀区域的角点，矩形眼刀区域的角点，三角形眼刀区域的角点以及U形眼刀区域的角点，然后依次提取矩形眼刀、三角形眼刀、U形眼刀。

5.根据权利要求1所述的基于角点约束的裁片眼刀检测方法，其特征在于，步骤7中，提取裁片上的眼刀时，裁片的边缘粗糙、毛刺、柔性材料易发生形变问题导致不可能先直接提取裁片上的所有角点再剔除不属于眼刀区域的多余角点，由于步骤4中已经将裁片和CAD显示到同一个坐标系中，故可以借助CAD来间接提取裁片上的眼刀，在CAD上眼刀区域的邻域范围内，提取裁片上该范围内的所有角点，然后通过形状约束和交集面积约束的方式剔除无关角点，得到裁片上的眼刀。