一种基于图像识别的零件间距测量方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的零件间距测量方法、系统和存储介质，包括步骤：基于待测设备的标准图像和标准间距生成注册图像，生成参照图像块；通过参照图像块校准并获取待测零件的视频；进行相似度运算输出相似度达到阈值的初始待测图像；通过特征点匹配算法进行校正处理输出待测图像；计算实时零件间距。本发明专利技术通过注册图像，可用于回溯故障原因；通过参照图像块可以保证实时拍摄的图像与注册图像中的部件精确对齐，通过视频避免了多次拍照的繁琐，自动截取满足要求的视频帧，从而保证能筛选出可用的视频帧；不要求技术人员的技术水平，提高了维保操作的便利性，降低成本的同时实现高精度的间距测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的零件间距测量方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种基于图像识别的零件间距测量方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]随着我国现代装备制造业的高速发展，对于有装配、安装要求的维保设备，需要根据国家规定调整好设备中部分零件的间距，以保证产品的质量和安全性能。同时，需要由专业人员定期进行维修和保养，以电梯为例，若电梯检修不及时，电梯零件磨损过度可能会导致电梯出现故障甚至事故。
[0003]目前，各个领域的维保设备通常根据零件之间的间距、间隙的大小来确定零件磨损程度，测量的稳定性、精度以及便捷性至关重要，在获取测量结果之后需要根据维保等行业各自定义的相关零件距离标准进行判断，进而决定是否需要对相关设备进行维护；这样的方式存在着如下问题：对技术人员的技术水平要求高，通常难以在检查过程中记住所有相关标准文件中的数值，容易产生误判；不同位置的零件测量方式不同，难以每次都获取准确的数值；测量精度取决于测量仪器和技术人员的技术水平，测量的稳定性较差。
[0004]其中，测量的稳定性、精度至关重要；然而，现有技术的间隙测量方法存在以下缺点：（1）传统轴向间隙测量过程中，一般使用塞尺进行人工测量，由于塞尺精度有限，间隙测量精度不高；测量过程需要人工的大量干预，会引入人为误差，无法在装配过程中进行实时的测量，并且测量过程中需要对轴工件和孔工件进行接触，造成该技术使用场景有限；（2）传统轴孔间隙测量过程只能在孔工件顶部和孔工件底部对轴孔间隙进行测量，对于具有一定深度的孔工件且轴工件存在弯曲情况下，传统方法无法获取孔深度内部轴孔间隙情况；（3）便捷性差，不能快速的获取测量结果，同时也不能获取装配时的间隙数值，只能通过测量结果和标准值进行比对，依赖于技术人员的经验；因此，传统的手工测量方法存在难以用于实时监督且测量工作量大的缺陷，即使相关设备出现了故障，也很难追朔故障是否由作业不规范导致。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于图像识别的零件间距测量方法、系统和存储介质，用以解决现有技术中难以测量维保设备中零件间距的缺陷，实现利用图像识别的方法测量维保设备中关键部位的零件之间的间距，提高测距的方法的精度，省时省力，方便技术人员工作，有利于提高维保的效率。
[0006]本专利技术提供一种基于图像识别的零件间距测量方法，包括步骤：获取待测设备装配完成后各个零件的初始间距，分别获取各个零件的标准图像，
基于所述标准图像和对应的标准间距生成注册图像；对每个所述注册图像，截取预设参照位置的矩形标记区域，生成参照图像块；通过所述参照图像块校准视频拍摄点位，获取待测零件的视频；截取每个视频帧中与所述预设参照位置对应的局部区域，生成局部图像块，计算每个视频帧的所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，将相似度数值超过预设阈值的视频帧输出为初始待测图像；通过特征点匹配算法比对所述初始待测图像和对应的注册图像，对所述初始待测图像进行校正处理后输出待测图像；基于待测零件在所述注册图像中的位置坐标，获取待测零件在所述待测图像中的坐标位置，并通过待测零件的所述标准间距计算得到实时零件间距。
[0007]其中，在获取各个零件的标准图像时，分别获取对应设备的编号和各个零件的编号，并根据所述标准图像、所述标准间距和对应零件编号的映射关系生成所述注册图像；在获取各个零件的标准图像时，还获取所述标准图像的相机参数，基于相同的相机参数获取待测零件的视频及视频帧。
[0008]进一步，通过所述参照图像块校准视频拍摄点位，具体包括：基于所述参照图像块在原所述注册图像中的预设参照位置，在拍摄窗口中显示所述参照图像块，调整视频拍摄点位使得所述参照图像块与所述待测零件中的相应部位重合，同时计算每一视频帧的所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，当相似度超过预设阈值，则所述参照图像块与所述待测零件中的相应部位重合。
[0009]进一步，通过方向梯度直方图计算所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，实时获取每个视频帧的所述局部图像块的HOG特征，计算所述局部图像块的HOG特征与所述参照图像块的HOG特征的余弦相似度，应用公式：。
[0010]进一步，所述通过特征点匹配算法比对所述初始待测图像和对应的注册图像，对所述初始待测图像进行校正处理后输出待测图像，包括：在生成所述注册图像时，分别获取所述注册图像和所述初始待测图像的多个特征点，排除历史数据中产生磨损和/或形变的次数大于预设阈值的特征点，将剩余特征点作为特征比对区域；通过尺度不变特征变换对比所述注册图像的特征比对区域和所述初始待测图像的特征比对区域，输出两幅图像的仿射变换矩阵；根据所述仿射变换矩阵对所述初始待测图像进行矫正处理后，输出待测图像。
[0011]可选的，获取待测零件两个待测点位之间的实时零件间距，包括步骤：获取待测点位在所述注册图像中的位置坐标，并获取待测点位在所述待测图像中的坐标位置；获取所述待测图像中待测点位之间的点位距离，基于所述注册图像中待测点位之间的距离与对应的标准距离的比例，计算得到实时零件间距。
[0012]可选的，获取待测零件的两条待测线段之间的实时零件间距，包括：获取待测线段在所述注册图像中的位置坐标，并根据所述位置坐标在所述待测图
像中筛选对应的线段，获取待测线段在所述待测图像中的端点位置坐标，计算每个端点到另一待测线段的垂直距离，取所有垂直距离的平均值作为待测图像中的线段间距；获取所述注册图像中待测线段之间的距离与对应的标准距离的比例，计算得到实时零件间距。
[0013]另一方面，本专利技术还提供一种基于图像识别的零件间距测量系统，包括：图像注册模块，用于获取待测设备装配完成后各个零件的初始间距，分别获取各个零件的标准图像，基于所述标准图像和对应的标准间距生成注册图像；参照图像生成模块，用于对每个所述注册图像，截取预设参照位置的矩形标记区域，生成参照图像块；并通过所述参照图像块校准视频拍摄点位；待测图像生成模块，用于获取待测零件的视频，截取每个视频帧中与所述预设参照位置对应的局部区域，生成局部图像块，计算每个视频帧的所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，将相似度数值超过预设阈值的视频帧输出为初始待测图像；并用于通过特征点匹配算法比对所述初始待测图像和对应的注册图像，对所述初始待测图像进行校正处理后输出待测图像；零件间距计算模块，用于基于待测零件在所述注册图像中的位置坐标，获取待测零件在所述待测图像中的坐标位置，并通过待测零件的所述标准间距计算得到实时零件间距。
[0014]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于图像识别的零件间距测量方法的步骤。
[0015]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于图像识别的零件间距测量方法的步骤。
[0016]本专利技术提供的基于图像识别的零件间距测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的零件间距测量方法，其特征在于，包括：获取待测设备装配完成后各个零件的初始间距，分别获取各个零件的标准图像，基于所述标准图像和对应的标准间距生成注册图像；对每个所述注册图像，截取预设参照位置的矩形标记区域，生成参照图像块；通过所述参照图像块校准视频拍摄点位，获取待测零件的视频；截取每个视频帧中与所述预设参照位置对应的局部区域，生成局部图像块，计算每个视频帧的所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，将相似度数值超过预设阈值的视频帧输出为初始待测图像；通过特征点匹配算法比对所述初始待测图像和对应的注册图像，对所述初始待测图像进行校正处理后输出待测图像；基于待测零件在所述注册图像中的位置坐标，获取待测零件在所述待测图像中的坐标位置，并通过待测零件的所述标准间距计算得到实时零件间距。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的零件间距测量方法，其特征在于，获取各个零件的标准图像时，分别获取对应设备的编号和各个零件的编号，并根据所述标准图像、所述标准间距和对应零件编号的映射关系生成所述注册图像。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的零件间距测量方法，其特征在于，包括：获取各个零件的标准图像时，获取所述标准图像的相机参数，基于相同的相机参数获取待测零件的视频及视频帧。4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的零件间距测量方法，其特征在于，通过所述参照图像块校准视频拍摄点位，包括：基于所述参照图像块在原所述注册图像中的预设参照位置，在拍摄窗口中显示所述参照图像块，调整视频拍摄点位使得所述参照图像块与所述待测零件中的相应部位重合，同时计算每一视频帧的所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，当相似度超过预设阈值，则所述参照图像块与所述待测零件中的相应部位重合。5.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的零件间距测量方法，其特征在于，通过方向梯度直方图计算所述局部图像块与所述参照图像块的相似度，实时获取每个视频帧的所述局部图像块的HOG特征，计算所述局部图像块的HOG特征与所述参照图像块的HOG特征的余弦相似度，应用公式：。6.根据权利要求1
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5任一项所述的一种基于图像识别的零件间距测量方法，其特征在于，所述通过特征点匹配算法比对所述初始待测图像和对应的注册图像，对所述初始待测图像进行校正处理后输出待测图像，包括：在生成所述注册图像时，分别获取所述注册图像和所述初始待测图像的多个特征点，排除历史数据中产生磨损和/或形变的次数大于预设阈值的特征点，将剩余特征点作为特征比...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭喜强，郭雅琦，邓春华，张俊雯，
申请(专利权)人：惟众信湖北科技有限公司，
类型：发明
国别省市：