[发明专利]雪糕棒平面轮廓尺寸的视觉测量方法

摘要

本发明涉及一种雪糕棒的平面轮廓尺寸的视觉测量方法，包括九个测量过程：1.利用数字摄像机采集雪糕棒图像；2.对雪糕棒图像进行阈值分割和最大连通区域提取从而完成目标识别；3.对目标图像进行轮廓检测；4.计算目标图像的伸展方向；5.将目标旋转至水平方向；6.根据水平方向的最小外接矩形以及矩形宽度将雪糕棒轮廓图像划分为三个测量区域；7.选择第二测量区域进行宽度测量；8.针对第一和第三测量区域分别利用Hough变换进行圆弧检测，得到圆弧半径和雪糕棒长度；9.系统标定并将图像尺寸转换为实际物理尺寸。本发明可以应用于雪糕棒平面轮廓尺寸的非接触自动测量，具有测量结果准确可靠、测量过程便捷高效的特点。

主权项

1.雪糕棒平面轮廓尺寸的视觉测量方法，按照以下九个步骤执行：步骤1，利用数字摄像机采集雪糕棒图像，通过图像采集卡将其转化为数字图像并传输到计算机系统；步骤2，对雪糕棒图像进行目标识别，其中目标识别包括阈值分割和最大连通区域提取两个过程；步骤3，利用梯度算子对目标图像进行轮廓检测，得到线幅为1像素的轮廓图像；步骤4，对轮廓图像求取最小外接矩形，得到矩形四个顶点坐标A(x₁，y₁)，B(x₂，y₂)，C(x₃，y₃)和D(x₄，y₄)，根据公式计算出伸展方向；步骤5，以最小外接矩形的中心为旋转中心、以伸展方向θ为旋转角度，将轮廓图像旋转到水平方向；步骤6，根据x′=(x-x₀)cosθ-(y-y₀)sinθ+x₀，y′=(x-x₀)sinθ+(y-y₀)cosθ+y₀计算最小外接矩形四个顶点坐标在旋转至水平方向后的坐标，即A′(x₁′，y₁′)，B′(x₂′，y₂′)，C′(x₃′，y₃′)和D′(x₄′，y₄′)；根据得到雪糕棒的近似宽度；将轮廓图像沿水平方向划分为三个测量区域：1)图像左边界至水平坐标为第一测量区域；2)水平坐标至图像右边界为第三测量区域；3)其余部分，即水平坐标至之间的部分为第二测量区域；步骤7，选择第二测量区域，由左向右，依次测量出每一个竖直截面的轮廓宽度W_t，计算出所有W_i的平均值即得到雪糕棒宽度W；步骤8，对第一和第三测量区域分别采用Hough变换进行圆弧检测，得到两个拟合圆弧的圆心坐标分别为P(x_P，y_P)和Q(x_Q，y_Q)，半径分别为r_P和r_Q；进一步根据L=(x_Q-x_P)+r_P+r_Q计算出雪糕棒长度；步骤9，通过选择已知尺寸的标准标定模板进行系统标定，得到系统标定系数为K毫米／像素；上述宽度、长度和圆弧半径的测量结果分别乘以标定系数K后换算得到以毫米为单位的实际物理尺寸。