一种圆形物体检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的一种圆形物体检测方法，包括如下步骤：S1、将待检测圆的边缘点放入边缘点集D，将边缘点集D按照角度等分成至少四等分，每个等分对应一个区域；S2、从三个区域中随机挑选三个拟合点d1,d2,d3，检测基于三个拟合点d1,d2,d3拟合出候选圆的参数；S3、随机选择验证点d4，将验证点d4代入候选圆P1中；S4、若验证点位于候选圆的允许的偏差范围内，则候选圆P1的计数score加1，验证次数k2＝k2+1，返回步骤S3，在验证次数达到最大循环次数k

【技术实现步骤摘要】
一种圆形物体检测方法及系统


[0001]本专利技术属于圆形物体识别
，更具体地，本专利技术涉及一种圆形物体检测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着视觉技术的发展，越来越多的场合需要用到视觉对物体进行检测和识别。其中，对圆形物体的检测和识别在各种场合应用较多，目前较为常用的是通过Hough算法检测，但该算法计算量较大，从而导致运行速度慢，识别效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种圆形物体检测方法，旨在降低Hough算法的运算量，提高算法运行效率。
[0004]本专利技术是这样实现的，一种圆形物体检测方法，所述方法包括如下步骤：
[0005]S1、将待检测圆的边缘点放入边缘点集D，将边缘点集D按照角度等分成至少四等分，每个等分对应一个区域；
[0006]S2、从三个区域中随机挑选三个拟合点d1,d2,d3，检测基于三个拟合点d1,d2,d3拟合出候选圆的参数；
[0007]S3、随机选择验证点d4，将验证点d4代入候选圆P1中；
[0008]S4、若验证点位于候选圆的允许的偏差范围内，则候选圆P1的计数score加1，验证次数k2＝k2+1，返回步骤S3，在验证次数达到最大循环次数k
2max
时，若候选圆P1的计数score达到设定阈值N
t
，则候选圆P1为真圆。
[0009]进一步的，在验证次数达到最大循环次数k
2max
时，若候选圆P1的计数score未达到设定阈值N
>t
，则候选圆P1为假，则执行步骤S2，在基于三个拟合点d1,d2,d3拟合出候选圆的参数后，令拟合循环次数k1＝k1+1，直至拟合循环次数k1达到最大拟合循环次数k
1max
。
[0010]进一步的，在边缘点集划分的区域数量大于6时，拟合点d1,d2,d3位于不相邻的三个区中。
[0011]进一步的，验证点d4的选择方法具体如下：
[0012]从其他区域中随机选取验证点，其他区域是指拟合点所在区域之外的区域；或者是，从每个区域随机选取若干数量的验证点，拟合点之外的所有点都可能成为验证点。
[0013]进一步的，边缘点集D的等分方法具体如下：
[0014]获取边缘点集D中上边缘点、下边缘点、左边缘点、右边缘点；
[0015]将上边缘点与下边缘点连线L1，左边缘点与右边缘点连线L2；
[0016]将连线L1与连线L2的交点作为中心，将边缘点集D基于角度等分成至少四等分。
[0017]本专利技术是这样实现的，一种圆形物体检测系统，所述系统包括：
[0018]工业相机，工业相机与处理单元连接；
[0019]工业相机用于采集工位上的待检测物体图像，所述待检测物体的采集面为圆形，
将采集到的待检测物体图像发送至处理单元，处理单元基于上述圆形物体检测方法识别出图像的圆形物体。
[0020]相比于传统的Hough算法，本专利技术提供的圆形物体检测方法可以大幅减小算法的计算量、提高执行效率、减少内存消耗。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的圆形物体检测方法流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的边缘点集的分区示意图。
具体实施方式
[0023]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的圆形物体检测方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
[0025]步骤(1)将待检测圆的边缘点放入边缘点集D，初始化参数单元集P＝NULL，循环次数k1＝0,k2＝0，计数变量score＝0；
[0026]步骤(2)将边缘点集D按照角度等分成至少四等分，每个等分对应一个区；
[0027]获取边缘点集D中上边缘点、下边缘点、左边缘点、右边缘点，将上边缘点与下边缘点连线L1，左边缘点与右边缘点连线L2，将连线L1与连线L2的交点作为中心，将边缘点集D基于角度等分成至少四等分；
[0028]本专利技术以8等分为例进行说明，将边缘点集D按照角度等分成8等份，如图2所示。每个等分对应一个区域，即第一区域为0～45
°
，第二区域为45
°
～90
°
，第三区域为90
°
～135
°
，第四区域为135
°
～180
°
，第五区域为180
°
～225
°
，第六区域为225
°
～270
°
，第七区域为270
°
～315
°
，第八区域为315
°
～360
°
。
[0029]步骤(3)从三个区中随机挑选三个拟合点d1,d2,d3；
[0030]拟合点d1,d2,d3分别来自三个区，即每个区中随机选择一个拟合点，在本专利技术实施例中，在边缘点集划分的区域数量大于6时，点d1,d2,d3位于不相邻的三个区域中。
[0031]步骤(4)检测基于三个拟合点d1,d2,d3是否能拟合出候选圆的参数，若检测结果为是，则执行步骤(5)；若检测结果为否，则执行步骤(7)；
[0032]圆的表达式为：(x
‑
a0)2+(y
‑
b0)2＝c
02
,将三个点d1,d2,d3的坐标代入圆表达式，求解候选圆的参数a0、b0、c0，得到候选圆的方程。
[0033]步骤(5)随机寻找验证点d4(x4,y4)代入候选圆P1的方程，求解点d4的半径c1，检测是否满足|c1‑
c0|≤e，e是设定的误差，若满足，则执行步骤(8)；若不满足，则执行步骤(6)；
[0034]在本专利技术实施例中，若从不相邻的三个区域
①③⑤
随机选取三个拟合点d1,d2,d3，拟合成候选圆P1，则从其他区域
②④⑥⑦⑧
中随机选取验证点，用于验证拟合的候选圆P1方程是否正确；
[0035]或者是，从每个区域随机选取若干数量的验证点，验证拟合的候选圆P1方程是否正确，拟合点之外的所有点都可能成为验证点；
[0036]步骤(6)在边缘点集中D将该点d4排除，执行步骤(5)；
[0037]步骤(7)则拟合循环次数k1＝k1+1，检测拟合循环次数k1是否大于k
1max
，k
1max
为最大循环次数，若检测结果为是，则算法结束；若检测结果为否，则执行步骤(3)；
[0038]步骤(8)将候选圆P1的计数score加1，若计数score小于设定阈值N
t
，且在验证次数k2＝k2+1后，k2小于k
2max
，k
2max...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形物体检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、将待检测圆的边缘点放入边缘点集D，将边缘点集D按照角度等分成至少四等分，每个等分对应一个区域；S2、从三个区域中随机挑选三个拟合点d1,d2,d3，检测基于三个拟合点d1,d2,d3拟合出候选圆的参数；S3、随机选择验证点d4，将验证点d4代入候选圆P1中；S4、若验证点位于候选圆的允许的偏差范围内，则候选圆P1的计数score加1，验证次数k2＝k2+1，返回步骤S3，在验证次数达到最大循环次数k
2max
时，若候选圆P1的计数score达到设定阈值N
t
，则候选圆P1为真圆。2.如权利要求1所述圆形物体检测方法，其特征在于，在验证次数达到最大循环次数k
2max
时，若候选圆P1的计数score未达到设定阈值N
t
，则候选圆P1为假，则执行步骤S2，在基于三个拟合点d1,d2,d3拟合出候选圆的参数后，令拟合循环次数k1＝k1+1，直至拟合循环次数k1达到最大拟合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文周，汪文波，樊璇，李龙，曹雏清，赵立军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：