一种基于二维视觉的螺栓测量方法以及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于二维视觉的螺栓测量方法以及系统，方法包括：将待测量图像进行预处理，得到螺栓所在区域图像；对所述螺栓所在区域图像进行螺栓尺寸测量，得到螺栓的尺寸；根据所述螺栓的尺寸，与标准尺寸进行对比，判断螺栓是否合格；经测试，算法执行时间在毫秒级别，精度可达毫米级别，解决现有的视觉螺栓测量精度不高、测量细节不够、无法进行螺栓质量评估的问题。量评估的问题。量评估的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维视觉的螺栓测量方法以及系统


[0001]本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种基于二维视觉的螺栓测量方法以及系统。

技术介绍

[0002]目前，随着智能终端的快速发展，其硬件性能，尤其是摄像头传感器的性能有很大的提升，成像的质量也有相应的提升，这让在工厂生产过程中的视觉螺栓高精度测量成为了可能。
[0003]现有技术中，由于自然环境下光线嘈杂、传感器精度不足、算法精度不稳定、螺栓种类繁杂以及自然环境下二维螺栓图像成像质量不理想的影响下，想要利用视觉技术进行螺栓测量，往往很难测量出精准的尺寸数据。从而导致了工业上难以应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种基于二维视觉的螺栓测量方法以及系统，解决现有的视觉螺栓测量过程时，由于对螺栓物体的图像测量精度不高、测量不准、测量过程体验差问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于二维视觉的螺栓测量方法，包括：
[0006]步骤1、将待测量图像进行螺栓图像的预处理，得到螺栓所在区域图像；
[0007]步骤2、从螺栓所在区域图像中提取螺栓角点，得到螺栓的角点信息；
[0008]步骤3、根据所述角点信息，测量不同种类的螺栓的尺寸信息；
[0009]步骤4、将测得的尺寸信息与对应的标准尺寸信息进行比较，若尺寸均在设定误差范围内，即合格，否则不合格。
[0010]进一步地，所述步骤1进一步具体为：将待测量图像转化为灰度图，得到单通道灰度图；根据单通道灰度图进行中值滤波处理，得到滤波图；对滤波图进行自适应阈值二值化，得到二值化图；将所二值化图进行目标物体分析，得到若干个目标物体区域；将所有目标物体区域的面积比较，其中最大目标物体区域即所需目标物体区域，保留并对所需目标物体区域进行填充修复，过滤其余区域，得到目标物体区域图像；对目标物体区域图像进行目标区域校正，使用霍夫变换检测目标物体区域的平面倾斜角度，得出平面倾斜角度；使用平面倾斜角度对目标物体区域做仿射变换旋转矫正，得到目标物体的主轴线与水平线平行的目标物体区域，即为螺栓所在区域图像。
[0011]进一步地，所述步骤2进一步具体为：根据螺栓所在区域图像，在螺栓外接矩形的高度一半的范围内，自上而下作设定条水平切线，取得的线段；对所有的线段两两进行比较，即可得到螺栓的角点信息。
[0012]进一步地，所述步骤3进一步具体为：对于不存在角点的螺栓，则进行提取轮廓得到轮廓信息，根据轮廓信息确定螺栓的最小外接矩形，所述外接矩形用于辅助测量该类螺栓的长度和直径；对于存在角点的螺栓，根据得到螺栓的角点测量螺栓的尺寸，根据长度差
异确定螺栓的形态，以确定螺栓的螺栓长度、螺帽直径以及螺杆直径。
[0013]进一步地，所述步骤4进一步具体为：选择与待测螺栓对应的标准尺寸文件，对于标准尺寸文件内的尺寸属性包括螺栓长度、螺帽直径以及螺杆直径；调用螺栓测量算法测得螺栓实际尺寸，将螺栓尺寸数据以及参考线段绘制在原图像上，作为测量结果图，显示在界面上，同时将尺寸数据展示在实际测量一栏内，将测得的实际尺寸数据与用户选择的标准尺寸数据进行比较，若尺寸均在设定误差范围内，即合格，如果存在尺寸不达标，则进行标红，即不合格。
[0014]第二方面，本专利技术提供了一种基于二维视觉的螺栓测量方法，包括：
[0015]图像预处理模块，将待测量图像进行螺栓图像的预处理，得到螺栓所在区域图像；
[0016]角点检测模块，从螺栓所在区域图像中提取螺栓角点，得到螺栓的角点信息；
[0017]螺栓测量模块，根据所述角点信息，测量不同种类的螺栓的尺寸信息；
[0018]用户系统模块，将测得的尺寸信息与对应的标准尺寸信息进行比较，若尺寸均在设定误差范围内，即合格，否则不合格。
[0019]进一步地，所述图像预处理模块进一步具体为：将待测量图像转化为灰度图，得到单通道灰度图；根据单通道灰度图进行中值滤波处理，得到滤波图；对滤波图进行自适应阈值二值化，得到二值化图；将所二值化图进行目标物体分析，得到若干个目标物体区域；将所有目标物体区域的面积比较，其中最大目标物体区域即所需目标物体区域，保留并对所需目标物体区域进行填充修复，过滤其余区域，得到目标物体区域图像；对目标物体区域图像进行目标区域校正，使用霍夫变换检测目标物体区域的平面倾斜角度，得出平面倾斜角度；使用平面倾斜角度对目标物体区域做仿射变换旋转矫正，得到目标物体的主轴线与水平线平行的目标物体区域，即为螺栓所在区域图像。
[0020]进一步地，所述角点检测模块进一步具体为：根据螺栓所在区域图像，在螺栓外接矩形的高度一半的范围内，自上而下作设定条水平切线，取得的线段；对所有的线段两两进行比较，即可得到螺栓的角点信息。
[0021]进一步地，所述螺栓测量模块进一步具体为：对于不存在角点的螺栓，则进行提取轮廓得到轮廓信息，根据轮廓信息确定螺栓的最小外接矩形，所述外接矩形用于辅助测量该类螺栓的长度和直径；对于存在角点的螺栓，根据得到螺栓的角点测量螺栓的尺寸，根据长度差异确定螺栓的形态，以确定螺栓的螺栓长度、螺帽直径以及螺杆直径。
[0022]进一步地，所述用户系统模块进一步具体为：选择与待测螺栓对应的标准尺寸文件，对于标准尺寸文件内的尺寸属性包括螺栓长度、螺帽直径以及螺杆直径；调用螺栓测量算法测得螺栓实际尺寸，将螺栓尺寸数据以及参考线段绘制在原图像上，作为测量结果图，显示在界面上，同时将尺寸数据展示在实际测量一栏内，将测得的实际尺寸数据与用户选择的标准尺寸数据进行比较，若尺寸均在设定误差范围内，即合格，如果存在尺寸不达标，则进行标红，即不合格。
[0023]本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0024]本申请实施例提供的一种基于二维视觉的螺栓测量方法以及系统，通过对螺栓二维图像测量的流程进行了研究，运用了图像处理技术，开发了一套基于机器视觉的螺栓二维测量系统。系统主要功能有全局参数配置、待测螺栓图片管理、标准尺寸文件管理、螺栓图像预处理、螺栓尺寸测量及合格判定。全局参数配置功能包括设定待测螺栓图片路径、标
准尺寸文件路径以及比例尺。待测螺栓图片管理功能包括选择待测螺栓图片。标准尺寸文件管理功能包括选择标准尺寸文件，新建或修改标准尺寸文件。螺栓图像预处理。此阶段目标是提取螺栓所在区域。首先运用中值滤波去除噪声，通过自适应阈值对螺栓图像进行二值化分割，借由霍夫线检测和仿射变换对螺栓位置进行校正，最终使用轮廓寻找取得螺栓所在区域。螺栓尺寸测量。判断螺栓是否合格需测量其长度、直径等属性。基于图像预处理得到的图像，设计了一种便捷的测量方式，不仅能够判断螺栓的形态特征(是否存在螺栓头、是否存在双直径)，还能够准确得出螺栓的尺寸。
[0025]本系统实现了对螺栓尺寸的测量，并能够与标准尺寸进行对比，判断螺栓是否合格。经测试，算法执行时间在毫秒级别，精度可达毫米级别，大部分螺栓均能成功测量。
[0026]上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维视觉的螺栓测量方法，其特征在于：包括：步骤1、将待测量图像进行螺栓图像的预处理，得到螺栓所在区域图像；步骤2、从螺栓所在区域图像中提取螺栓角点，得到螺栓的角点信息；步骤3、根据所述角点信息，测量不同种类的螺栓的尺寸信息；步骤4、将测得的尺寸信息与对应的标准尺寸信息进行比较，若尺寸均在设定误差范围内，即合格，否则不合格。2.根据权利要求1所述一种基于二维视觉的螺栓测量方法，其特征在于：所述步骤1进一步具体为：将待测量图像转化为灰度图，得到单通道灰度图；根据单通道灰度图进行中值滤波处理，得到滤波图；对滤波图进行自适应阈值二值化，得到二值化图；将所二值化图进行目标物体分析，得到若干个目标物体区域；将所有目标物体区域的面积比较，其中最大目标物体区域即所需目标物体区域，保留并对所需目标物体区域进行填充修复，过滤其余区域，得到目标物体区域图像；对目标物体区域图像进行目标区域校正，使用霍夫变换检测目标物体区域的平面倾斜角度，得出平面倾斜角度；使用平面倾斜角度对目标物体区域做仿射变换旋转矫正，得到目标物体的主轴线与水平线平行的目标物体区域，即为螺栓所在区域图像。3.根据权利要求1所述一种基于二维视觉的螺栓测量方法，其特征在于：所述步骤2进一步具体为：根据螺栓所在区域图像，在螺栓外接矩形的高度一半的范围内，自上而下作设定条水平切线，取得的线段；对所有的线段两两进行比较，即可得到螺栓的角点信息。4.根据权利要求1所述一种基于二维视觉的螺栓测量方法，其特征在于：所述步骤3进一步具体为：对于不存在角点的螺栓，则进行提取轮廓得到轮廓信息，根据轮廓信息确定螺栓的最小外接矩形，所述外接矩形用于辅助测量该类螺栓的长度和直径；对于存在角点的螺栓，根据得到螺栓的角点测量螺栓的尺寸，根据长度差异确定螺栓的形态，以确定螺栓的螺栓长度、螺帽直径以及螺杆直径。5.根据权利要求1所述一种基于二维视觉的螺栓测量方法，其特征在于：所述步骤4进一步具体为：选择与待测螺栓对应的标准尺寸文件，对于标准尺寸文件内的尺寸属性包括螺栓长度、螺帽直径以及螺杆直径；调用螺栓测量算法测得螺栓实际尺寸，将螺栓尺寸数据以及参考线段绘制在原图像上，作为测量结果图，显示在界面上，同时将尺寸数据展示在实际测量一栏内，将测得的实际尺寸数据与用户选择的标准尺寸数据进行比较，若尺寸均在设定误差范围内，即合格，如果存在尺寸不达标，则进行标红，即不合格。6.一种基于二维视觉的螺栓测量方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪欣，欧建杭，洪长斌，林杰，
申请(专利权)人：雅马哈发动机厦门信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：