一种基于图像处理的零件角度检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于图像处理的零件角度检测方法，秉承目前较流行的非接触测量方法，通过机器视觉系统对零件进行图像采集，并对采集到的图像进行背景处理以及边缘提取的操作，根据得到的被测角度的边缘信息，利用反三角函数对其进行求解，最终测得零件的角度信息。整个过程不与零件发生任何的接触，且测量精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于图像处理的零件角度检测方法。
技术介绍
随着机械制造领域自动化程度的不断提高，为进一步提高生产效率，成品检测的自动化程度的提高也显得日渐迫切，特别是某些精度要求高的零件，无法进行接触式的测量，那么基于机器视觉以及图像处理的测量方法就显得倍受青睐。除了零件尺寸的自动检测外，零件角度的自动检测也是检测的一项重要内容。以往通过人工接触式测量角度的方法在大规模生产中显然是不能采用的，不但效率低下，且测量精度也不敢恭维。在非接触式测量上，目前已有的比较成熟的测量设备价格较为昂贵，而且往往对于图片噪声的抵抗能力较差，会在一定程度上影响测量精度，且操作过程比较复杂。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可行的非接触式的测量方法，能够以较低的成本实现零件的非接触式的角度的精确测量，且操作简单，计算效率高。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种基于图像处理的零件角度检测方法，包括如下步骤：步骤001. 利用机器视觉系统对被测零件需要测量的角度进行正面数据采集，得到了零件被测角度正面的信息；步骤002. 对所采集到的图片信息进行处理，提取被测零件的边缘信息，并将非边缘部分全部转换为统一的白色；步骤003. 在以点                                                为顶点的被测角的两条边上分别取点和，并将这两点连成一线段；步骤004. 根据线段，，以像素为单位的长度，最终可以求得角A的表达式为：。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤002中，具体按照如下步骤对采集到的图像进行预处理，从而为后期的角度计算提供便利的条件：步骤00201. 根据所拍摄的图片中的零件和背景色的区别，将背景色统一用白色替代；步骤00202. 运用边缘提取算子Canny对零件的边缘进行提取，得到只保留零件的边缘信息的图片。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤003中，为保证测量的精度，在其被测角的两条边上所分别取的点和应尽可能与点保持较远的距离。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤004中，具体按照如下步骤来根据处理后的图像进行角度的计算：步骤00401. 分别读取，，三点的像素点坐标(， )，(， )，(， )；步骤00402. 计算，，三条线段以像素为单位的长度，得到其长度表达式分别为，，；步骤00403. 最终可以求得角A的表达式为：。本专利技术所述一种基于图像处理的零件角度检测方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：（1）其对操作过程简单，只需要对零件正面拍摄一张图片即可完成信息采集的任务；（2）其计算角度的方法简单，且计算速度快，只需分别在被测角的两条边上取一点，根据被测角的顶点像素坐标以及所取两点的像素坐标即可计算出被测角的角度。附图说明图1是被测零件示意图；图2是对机器视觉系统采集到的图像进行处理后得到零件边缘信息的示意图；图3是在被测角度的两条边上取点示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。 如图1所示的被测零件，其所需测量的为在点位置的角，根据本专利技术所设计的一种基于图像处理的零件角度检测方法，其检测步骤主要包括：步骤001. 利用机器视觉系统对被测零件需要的测量的角度进行正面数据采集，得到了零件被测角度正面的信息；步骤002. 对所采集到的图片信息进行处理，提取被测零件的边缘信息，并将非边缘部分全部用白色进行替代，如图2所示的示意图；步骤003. 在以点为顶点的被测角的两条边上分别取一个点和，并将这两点连成一线段，如图3所示；步骤004. 根据线段，，以像素为单位的长度，最终可以求得角的表达式为：。针对后期需要计算被测角的角度的需要，所述步骤002中，具体按照如下步骤对采集到的图像进行预处理，从而为后期的角度计算提供更加便利的条件：步骤00201. 根据所拍摄到的图片中的零件和背景色的区别，将背景色统一用白色进行替代；步骤00202. 运用边缘提取算子Canny对零件的边缘进行提取，得到只保留零件的边缘信息的图片。还有针对上述步骤003中，为进一步保证测量的精度，在其被测角的两条边上所分别取的点和应尽可能与点保持较远的距离。并且在上述步骤004中，具体按照如下步骤来根据处理后的图像进行角度的计算：步骤00401. 分别读取，，三点的像素点坐标(， )，(， )，(， )；步骤00402. 计算，，三条线段以像素为单位的长度，得到其长度表达式分别为，，；步骤00403. 最终可以求得角A的表达式为：。综上所示，本专利技术设计的基于图像处理的零件角度检测方法，具体包括如下步骤：步骤001. 利用用机器视觉系统对被测零件1需要测量的角度进行正面数据采集，得到了零件被测角度正面的信息；步骤002. 对所采集到的图片信息进行处理，提取被测零件的边缘信息，并将非边缘部分全部转换为统一的白色，最终得到如图2所示的示意图；步骤00201. 根据所拍摄的图片中的零件和背景色的区别，将背景色统一转换为白色，这一步可以为接下来的边缘提取提供更加有利的条件，因为边缘提取主要是根据像素灰度的变化来提取，因此将背景色转换为白色会增加了背景色与零件颜色之间灰度的梯度，会进一步提高边缘提取的准确度；步骤00202. 运用边缘提取算子Canny对零件的边缘进行提取，得到只保留零件的边缘信息的图片，Canny算子目前是一种比较成熟的边缘提取算子，其算法不算太复杂，且边缘提取的效果好。步骤003. 在以点为顶点的被测角的两条边上分别取点和，并将这两点连成一线段，如图3所示；还有针对上述步骤003中，为进一步保证测量的精度，在其被测角的两条边上所分别取的点和应尽可能与点保持较远的距离。步骤004. 根据线段，，以像素为单位的长度，最终可以求得角的表达式为：。针对后期需要计算被测角的角度的需要，所述步骤004中，具体按照如下步骤对采集到的图像进行预处理，从而为后期的角度计算提供更加便利的条件：并且在上述步骤004中，具体按照如下步骤来根据处理后的图像进行角度的计算：步骤00401. 分别读取，，三点的像素点坐标(， )，(， )，(， )；步骤00402. 计算，，三条线段以像素为单位的长度，得到其长度表达式分别为，，；步骤00403. 最终可以求得角A的表达式为：。综上所述，本专利技术设计基于图像处理的零件角度检测方法秉承非接触检测方式，通过机器视觉系统对被测零件进行数据采集，并对采集得到的信息进行预处理，通过在被测角的两条边上选择合适的点，与被测角的顶点构成三角形，通过反余弦函数最终求的被测角的角度，整个方法易于实现，在实际工作中大大提高了工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像处理的零件角度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤001. 利用机器视觉系统对被测零件需要测量的角度进行正面数据采集，得到了零件被测角度正面的信息；步骤002. 对所采集到的图片信息进行处理，提取被测零件的边缘信息，并将非边缘部分全部转换为统一的白色；步骤003. 在以点为顶点的被测角的两条边上分别取点和，并将这两点连成一线段；步骤004. 根据线段，，以像素为单位的长度，最终可以求得角A的表达式为：。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的零件角度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤001. 利用机器视觉系统对被测零件需要测量的角度进行正面数据采集，得到了零件被测角度正面的信息；
步骤002. 对所采集到的图片信息进行处理，提取被测零件的边缘信息，并将非边缘部分全部转换为统一的白色；
步骤003. 在以点 为顶点的被测角的两条边上分别取点和，并将这两点连成一线段；
步骤004. 根据线段，，以像素为单位的长度，最终可以求得角A的表达式为：。
2.如权利要求1所述的一种基于图像处理的零件角度检测方法，其特征在于，所述步骤002具体还包括如下步骤： 
步骤00201. 根据所拍摄的图片中的零件和背景色的区别，将背景色统一...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁铁军，孟龙晖，张秀丽，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32