[发明专利]一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1.使用双目系统获取划痕图像；

步骤2.对左右相机的图像进行预处理；

步骤3.利用Canny算子提取左右相机图像中的划痕边界；

步骤4.运用形态学操作剔除与划痕无关的区域；

步骤5.分别获取左右相机划痕边界的两个端点；

步骤6.标定双目视觉系统；

步骤7.完成左右相机划痕端点的匹配，并计算左相机的两个划痕端点的空间坐标；

步骤8.通过两个端点的空间坐标计算划痕长度。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：双目视觉系统所获得的左右划痕图像表示为I_L与I_R；I_L与I_R通过图像处理算法对其进行图像增强，先对I_L与I_R进行傅里叶变换，得到频谱图像，如下所示：

式子中，M,N表示图像的大小，然后对左右图像的频谱图像进行滤波，并对其进行傅里叶反变换，如下所示：

式子中，H(u,v)表示高斯滤波器，用于滤去频谱图中的高频信息；表示傅里叶反变换；将原始划痕图像与滤波后的进行做差，能使划痕图像的背景变得纯净，如下所示：

3.根据权利要求2所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：划痕图经过图像增强后，背景变得更加单一，且划痕与背景存明显的差异，因此，通过Canny算子提取图像增强后左右图像中的划痕边界二值图E_L,E_R。

4.根据权利要求3所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：利用形态学中的腐蚀操作去除二值图E_L,E_R中与划痕无关的区域，并通过骨架拟合算子得到左右图像中划痕边界的骨架。

5.根据权利要求4所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：划痕在空间中的两个端点分别为P₁,P₂，需要提取划痕在左右相机图像中的两个端点，即划痕边界骨架的端点作为双目视觉的匹配点，进而计算P₁,P₂的三维空间坐标，划痕骨架端点分别为p_L1,p_L2,p_R1,p_R2。

6.根据权利要求5所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：标定双目视觉系统，分别获得左右相机的旋转矩阵R_L,R_R以及焦距f_L,f_R，其中旋转矩阵表示为：

7.根据权利要求6所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：通过划痕端点的位置关系分别找到端点P₁在左右相机中对应的像点p_L1,p_R1；利用同样的方式可以找到端点P₂对应的两个像点p_L2,p_R2；完成像点匹配后，结合相机标定参数以及相机三点共线方程便可计端点P₁,P₂在空间的三维坐标，即

P₁＝(X₁,Y₁,Z₁)

P₂＝(X₂,Y₂,Z₂)。

8.根据权利要求7所述的一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，其特征在于：利用端点P₁,P₂的三维空间坐标便可计算划痕的几何尺寸，即