[发明专利]带倒角的端面间隙视觉测量方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种带倒角的端面间隙视觉测量方法，其特征在于，包括视觉图像采集系统和工控机，所述视觉图像采集系统实时获取待测量工件A、工件B装配过程中端面图像，并通过网络传输到工控机，所述工控机内的图像处理算法实时计算端面缝隙大小；其中，待测量工件A、工件B的端面均带倒角；该测量方法包括：

S1：对视觉图像采集系统进行标定，并采用模板匹配技术选择工件A、工件B倒角部分区域创建模板图像；

S2：通过视觉图像采集系统获取工件A、工件B的端面间隙图像信息，根据创建的模板图像，在测量过程中对倒角进行快速匹配得到倒角模板匹配结果，并对所述倒角模板匹配结果进行判定；及根据所述倒角模板匹配结果进行工件A、工件B的端面间隙实时检测与计算；

步骤S2中，对所述倒角模板匹配结果进行判定；及根据所述倒角模板匹配结果进行工件A、工件B的端面间隙实时检测与计算，具体包括：

步骤A：对所述倒角模板匹配结果进行判定，记录上倒角位置p_up、下倒角位置p_down，所述倒角模板匹配结果的匹配得分最小值为s，若s90％，判定倒角位置已确定进入步骤B；若s40％，判定倒角未找到进入步骤G；若40％≤s≤90％，判定倒角位置确定但置信度较低进入步骤I；

步骤B：以上倒角位置p_up及下倒角位置p_down位置为中心，选取局部邻域沿着图像垂直方向计算直方图；

步骤C：对所述直方图进行高斯滤波，并计算一价导数，得到倒角与缝隙的分界点；其中，倒数为零的点记倒角与缝隙的分界点；

步骤D：采用随机抽样一致算法RANSAC对步骤C检测的所有极值点进行直线拟合；

步骤E：对步骤D拟合的直线长度、倾斜角度进行判断：若直线长度大于设定阈值且角度小于设定阈值时，则判定检测成功，记录工件A倒角与缝隙的分界线L1位置为p_1i，工件B倒角与缝隙的分界线L2位置为p_2i，同时更新卡尔曼滤波器，进入步骤F；否则进入步骤K；

步骤F：计算线段L1和L2的最近距离为D₁个像素，最远距离为D₂个像素，则缝隙大小为(D₁+D₂)/2*x，其中x为单个像素的尺寸；

步骤G：选择模板图像对图像进行信息熵运算，并进行阈值分割；

步骤H：检测所述信息熵值大于设定阈值且具有宽度的两块矩形区域记为倒角所在区域；记录工件A倒角下边界位置E_up，工件B倒角上边界E_down，以E_up、E_down位置为中心，选取局部邻域沿着图像垂直方向计算直方图，进入步骤C；

步骤I：分别对工件A倒角与缝隙的分界线L1位置序列p₁、工件B倒角与缝隙的分界线L2位置序列p₂进行卡尔曼滤波，预测分界线L1位置与分界线L2位置作为预测结果；

步骤J：将步骤I中的所述预测结果与所述倒角模板匹配结果对比，若小于设定阈值说明二者检测一致，所述倒角模板匹配结果进入步骤B；否则匹配失败，进入步骤K；

步骤K：在图像窗口，通过人工划线标记工件A倒角与缝隙的分界线L1位置为p_1i，工件B倒角与缝隙的分界线L2位置为p_2i，同时更新卡尔曼滤波器；进入步骤F。

2.根据权利要求1所述的一种带倒角的端面间隙视觉测量方法，其特征在于，步骤S1中，采用模板匹配技术选择工件A、工件B倒角部分区域创建模板图像，包括：

通过手动选择图像上待测量工件A、工件B倒角的上半部分区域作为形状特征匹配模板；在工件装配过程中，设置模板匹配参数，所述模板匹配参数包括旋转角度、缩放指数。

3.根据权利要求1所述的一种带倒角的端面间隙视觉测量方法，其特征在于，步骤B、步骤H中均选取宽度为10，高度为40的局部邻域沿着图像垂直方向计算直方图。

4.根据权利要求1所述的一种带倒角的端面间隙视觉测量方法，其特征在于，待测量工件A、工件B的端面均带倒角，且倒角在同侧或者异侧。