The invention relates to a method for measuring the size of a product under the condition of small scale motion blur imaging, which relates to a method for measuring the size of industrial products based on machine vision. In order to solve the problem in the presence of small scale industrial image motion blur when existing sub-pixel measurement algorithm has the problem of low accuracy, the invention of the first industrial components image gray and median filtering, using Canny edge extraction and coarse local connected domain processing; and to detect and identify the figure in a straight line the edge and curved edges, and the calculation method of the original gray image vector corresponding to each pixel on the edge of the water, calculation of edge pixels along the direction of its normal vector gray value difference, solving two fitting curve of the maximum position and judgment, at the end of the straight edge effective sub-pixel position of linear least squares fitting for industrial element of each size parameter. The invention is suitable for sub-pixel measurement of product size.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于机器视觉的工业产品尺寸高精度测量方法。
技术介绍
工业产品尺寸测量是工业检测的重要组成部分,测量技术的水平是衡量工业发展水平的重要指标。在产品生产批量化、种类的多样化、品控要求的严格化的现代化生产模式下,传统的人工测量方法已经无法满足生产者在效率、成本以及信息化等方面的要求。以图像处理技术为理论基础的视觉测量技术在灵活性、可移植性、成本以及检测速度和精度等方面表现出了显著的优势,已经在航天、航空、汽车电子等高精度生产制造领域得到了较为广泛的应用。视觉测量系统中,已标定工业相机对被测工业元件进行图像采集,视觉测量算法通过对采集图像中元件边缘的提取和拟合来求解元件的尺寸参数。因此,在摄像机标定精度相对准确时,影响元件测量精度的主要因素在于图像处理过程中的边缘位置的提取精度。传统边缘提取算法,例如一阶的Prewitt算子、Sobel算子,以及二阶的Canny算子、LoG算子等,其提取精度均为像素级别,无法满足高精度测量场合下的精度要求。亚像素提取算法是在传统边缘提取算法的基础之上发展而来的,该类算法建立在传统算法得到的像素级边缘的基础之上,结合边缘像素的邻域灰度信息,采用插值、拟合等方法,对其进行精确定位。现有主流的亚像素边缘检测方法主要分为:基于小波变换的方法、基于矩的方法、基于插值或拟合的方法。但在工业产品实际动态测量条件下,当工业采集图像存在小尺度运动模糊时,现有主流亚像素测量算法存在精度低、鲁棒性差的问题。在实际工业检测过程中,为了保证检测流程的高效化,对工业元件的测量一般采用运动流水作业的方式,然而待测元件与成像系统之间的相对运 ...
【技术保护点】
一种工业小尺度运动模糊成像条件下的产品尺寸亚像素测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、对工业相机采集得到的工业元件图像进行灰度化和中值滤波处理,得到原始灰度图像;步骤二、针对原始灰度图像,采用Canny算子进行边缘粗提取,确定边缘位置;对提取得到的边缘像素进行局部连通域处理,得到完整边缘二值图像;步骤三、对完整边缘二值图像进行连通域标记,对已标记的连通区域进行筛选,保留连通区域中所含像素的个数大于预设阈值T的连通区域;步骤四、对步骤三得到的经过连通域筛选后的完整边缘二值图像,分别采用Hough直线检测方法和Hough圆检测方法,对图中的直线边缘和弧形边缘进行检测与识别,得到满足不同直线参数的直线型边缘集合,以及满足不同圆参数的弧形边缘集合;并将所述满足不同直线参数或圆参数的边缘视为不同类型边缘;步骤五、根据完整边缘二值图像上的不同类型边缘,计算原始灰度图像上对应各边缘所含像素的法向量;步骤六、针对得到的每个边缘像素的法向量,基于图像插值方法求解每个边缘像素沿其法向量方向上的前后共2n+1个采样点的灰度值,其中n为预设值,且相邻采样点的间距为1像素;计算相邻采样点沿法向量方向的灰度 ...
【技术特征摘要】
1.一种工业小尺度运动模糊成像条件下的产品尺寸亚像素测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、对工业相机采集得到的工业元件图像进行灰度化和中值滤波处理,得到原始灰度图像;步骤二、针对原始灰度图像,采用Canny算子进行边缘粗提取,确定边缘位置;对提取得到的边缘像素进行局部连通域处理,得到完整边缘二值图像;步骤三、对完整边缘二值图像进行连通域标记,对已标记的连通区域进行筛选,保留连通区域中所含像素的个数大于预设阈值T的连通区域;步骤四、对步骤三得到的经过连通域筛选后的完整边缘二值图像,分别采用Hough直线检测方法和Hough圆检测方法,对图中的直线边缘和弧形边缘进行检测与识别,得到满足不同直线参数的直线型边缘集合,以及满足不同圆参数的弧形边缘集合;并将所述满足不同直线参数或圆参数的边缘视为不同类型边缘;步骤五、根据完整边缘二值图像上的不同类型边缘,计算原始灰度图像上对应各边缘所含像素的法向量;步骤六、针对得到的每个边缘像素的法向量,基于图像插值方法求解每个边缘像素沿其法向量方向上的前后共2n+1个采样点的灰度值,其中n为预设值,且相邻采样点的间距为1像素;计算相邻采样点沿法向量方向的灰度值差分,得到2n个灰度差分值;对灰度差分值进行对于自然对数变换和二次曲线拟合,求解二次拟合曲线最大值所在的位置;步骤七、对每个边缘像素的二次拟合曲线最大值所在的位置进行判断:如果拟合曲线最大值所在位置与对应边缘像素的位置之间的距离小于n,则将此拟合曲线最大值所在位置认为有效亚像素位置;否则,舍弃该最大值位置,视对应边缘像素的亚像素位置提取失败;步骤八、对直线边缘有效亚像素位置进行直线最小二乘拟合;对弧形边缘有效亚像素位置进行圆最小二乘拟合;根据拟合结果,求解工业元件各个尺寸参数。2.根据权利要求1所述的一种工业小尺度运动模糊成像条件下的产品尺寸亚像素测量方法,其特征在于,步骤二所述的对提取得到的边缘像素进行局部连通域处理得到完整边缘二值图像的具体步骤如下:步骤二一、对Canny边缘粗提取得到的边缘位置上的每个像素进行遍历;步骤二二、对于每个像素,以该像素为中心,选择3x3大小的邻域窗口;步骤二三、如果该邻域窗口内连通域的个数大于或等于2时,则通过在这些连通域之间填充像素,使...
【专利技术属性】
技术研发人员:高会军,靳万鑫,于金泳,林伟阳,杨宪强,孙光辉,李湛,滕军,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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