一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法技术

本发明专利技术涉及工件尺寸测量技术领域，其公开了一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，包括以下步骤：S1：模板文件的生成；S2：对待检测工件进行图像采集；S3：对采集到的图像进行预处理操作，以增强图像特征；S4：将模板图像与S3处理后的图像进行模板匹配；S5：待测工件的图元识别与定位；S6：对工件的待测图元进行测量，并判断检测结果是否满足公差要求；与现有技术相比，本发明专利技术克服了现有测量设备测量对象单一的问题，且在测量过程中无需手动选择待测几何图元，仅需导入DXF文件即可实现待测几何图元的自动测量，能够有效提升生产效率，降低企业生产成本，为实现智能制造奠定基础。基础。基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法


[0001]本专利技术涉及工件尺寸测量
，具体地，涉及一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法。

技术介绍

[0002]在工业制造领域中，产品的质量检测至关重要，而工件尺寸作为产品质量的关键要素，受到制造厂商的高度重视。传统的工件图元（直线、圆、圆弧）尺寸检测主要依赖于人工视觉检测，而人工视觉检测存在劳动强度大、检测效率低、容易产生人为误差等局限性。随着机器视觉和图像处理技术的发展，各种新的检测算法层出不穷，并被广泛应用于产品质量检测领域，大大提高了检测效率与可靠性。然而，常用的图元检测方法为组合使用Canny边缘检测算法与Hough变换算法，该方法不仅需要将采集到的图像进行二值化运算，还需根据不同类型的检测对象调整算法参数，算法计算复杂度高、鲁棒性不强，不适用于多种类型工件的尺寸测量。此外，市场现有的视觉测量仪主要都是通过工业相机采集图像，采用人工交互的方式选择工件需测量的图元，然后保存模板文件进而实现视觉测量，这种方法存在检测效率低、操作复杂等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法。首先，用户使用CAD软件标记好需要测量的工件图元尺寸和公差，将其保存为DXF文件；然后，视觉测量装置读取该DXF文件，获取需要测量的图元；最后，通过相机采集图像，实现视觉测量。整个过程无需人工对图像中的待测图元进行选择等交互操作，能够有效解决上述技术问题。
[0004]一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，包括以下步骤：S1：模板文件的生成：S11：将从DXF文件中读取到的工件的实体数据存储到相应的容器中，并生成待测工件的模板图像；S12：根据轮廓中心坐标法对模板图像中的待测图元进行象限划分；S13：根据轮廓中心距离法对模板图像中的待测图元进行排序；S14：生成模板文件；S2：对待检测工件进行图像采集；S3：对采集到的图像进行预处理操作，以增强图像特征；S4：将模板图像与S3处理后的图像进行模板匹配；若匹配成功，则进入S5；否则返回S2；S5：待测工件的图元识别与定位：S51：提取步骤S4中与模板图像匹配成功的图像中的待测图元；S52：将待测图元与模板文件中的图元进行匹配，以实现待测几何图元的定位；
S6：对工件的待测图元进行测量，并判断检测结果是否满足公差要求；是，则待测工件尺寸合格；否，则待测工件尺寸不合格。
[0005]根据本专利技术的一实施方式，步骤S12中根据轮廓中心坐标法对模板图像中的图元进行象限划分包括以下步骤：S121：生成模板图像中待测工件的最小外接正矩形，以矩形中心点为基准建立直角坐标系；S122：获取待测图元在直角坐标系中的坐标信息，将待测图元进行坐标象限划分并存储到XML模板文件中。
[0006]根据本专利技术的一实施方式，步骤S13中根据轮廓中心距离法对模板图像中的待测图元进行排序的具体操作步骤为：计算待测图元与步骤S121中建立的直角坐标系的坐标原点之间的垂直距离，将同一类型的待测图元按照距离大小进行排序，并将排序结果存储到XML模板文件中。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，步骤S13中，计算待测图元与步骤S121中建立的直角坐标系的坐标原点之间的垂直距离的方法为：设定图元中的直线的两端的端点坐标为（x1,y1）、（x2,y2），图元中的圆或圆弧的圆心坐标点为（x3,y3），矩形中心坐标为（x0,y0）；其中，直线图元与矩形中心坐标点距离的计算分为三种情况：
①
当直线段平行于坐标系x轴时，距离为D=|y1ꢀ‑
y0|；
②
当直线段平行于坐标系y轴时，距离为D=|x1ꢀ‑
x0|；
③
当直线段既不平行于x轴，又不平行于y轴时，设直线方程为Ax+Bx+C=0，通过建立经过坐标原点且垂直于直线段的垂线，计算其距离D：； 圆或圆弧图元的圆心与矩形中心的距离为： 。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，步骤S3包括：S31：采用加权平均法对原图像进行灰度化处理；S32：采用中值滤波抑制灰度化处理后的图像中的噪声。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，步骤S4中将模板图像与S3处理后的图像进行模板匹配的方法为基于Hu不变矩的形状匹配，通过计算模板图像的外轮廓与步骤S3处理后的目标图像外轮廓的不变矩特征进行匹配，当匹配系数小于指定阈值时，表明S3处理后的图像中存在待测量对象。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，步骤S51中，提取步骤S4中与模板图像匹配成功的图像中的待测图元包括以下步骤：S511：通过LSD直线检测算法提取待测工件的轮廓特征，并对图元特征采用最小二乘法进行拟合；
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S512：求取步骤S511处理后的图像的最小外接正矩形，获得矩形的中心坐标进而建立直角坐标系。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，步骤S52中将待测图元与模板文件中的图元进行匹配包括以下步骤：S521：将在步骤S51中提取到的待测图元采用轮廓中心坐标法进行象限划分，然后应用轮廓中心距离法对待测图元进行排序；S522：判断步骤S521中得到的图元坐标象限和序号是否与模板文件中的坐标象限和序号一致；是，则成功定位待测几何图元并进入步骤S6；否，则返回步骤S521。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法具有以下优点：本专利技术的基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，克服了现有测量设备测量对象单一的问题，且在测量过程中无需手动选择待测几何图元，仅需导入模板文件即可实现待测几何图元的自动测量，能够有效提升生产效率，降低企业生产成本，为实现智能制造奠定基础。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法的流程图；图2为待测工件的模板图像，其中图2（a）为待测量工件CAD图，图2（b）为工件待测图元定位效果图；图3为根据模板图像中待测直线的端点坐标、待测圆和圆弧的圆心坐标在直角坐标系中的位置进行象限划分图，其中图3（a）为待测几何图元中圆和圆弧的象限图，图3（b）为待测几何图元中直线的象限图；图4为测量系统采用基于Hu不变矩的形状匹配方法对所采集图像中的待测工件与模板图像进行匹配的实验结果，其中图4（a）为模板图像，图4（b）为采集的图像与模板图像的匹配结果；图5为LSD算法的检测结果；图6为对图元特征采用最小二乘法进行拟合的结果图，其中，图6（a）为采集的图像经步骤S511处理后的圆和圆弧处的点的效果图，图6（b）为最小二乘法对圆和圆弧处的点的拟合效果；图7为棋盘格标定板。
[0014]本专利技术功能的实现及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0015]以下将以图式揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术的部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：模板文件的生成：S11：将从DXF文件中读取到的工件的实体数据存储到相应的容器中，并生成待测工件的模板图像；S12：根据轮廓中心坐标法对模板图像中的待测图元进行象限划分；S13：根据轮廓中心距离法对模板图像中的待测图元进行排序；S14：生成模板文件；S2：对待检测工件进行图像采集；S3：对采集到的图像进行预处理操作，以增强图像特征；S4：将模板图像与S3处理后的图像进行模板匹配；若匹配成功，则进入S5；否则返回S2；S5：待测工件的图元识别与定位：S51：提取步骤S4中与模板图像匹配成功的图像中的待测图元；S52：将待测图元与模板文件中的图元进行匹配，以实现待测几何图元的定位；S6：对工件的待测图元进行测量，并判断检测结果是否满足公差要求；是，则待测工件尺寸合格；否，则待测工件尺寸不合格。2.根据权利要求1所述的基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，其特征在于，步骤S12中根据轮廓中心坐标法对模板图像中的图元进行象限划分包括以下步骤：S121：生成模板图像中待测工件的最小外接正矩形，以矩形中心点为基准建立直角坐标系；S122：获取待测图元在直角坐标系中的坐标信息，将待测图元进行坐标象限划分并存储到XML模板文件中。3.根据权利要求2所述的基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，其特征在于，步骤S13中根据轮廓中心距离法对模板图像中的待测图元进行排序的具体操作步骤为：计算待测图元与步骤S121中建立的直角坐标系的坐标原点之间的垂直距离，将同一类型的待测图元按照距离大小进行排序，并将排序结果存储到XML模板文件中。4.根据权利要求3所述的基于DXF文件导入的多类型工件尺寸视觉测量方法，其特征在于，步骤S13中，计算待测图元与步骤S121中建立的直角坐标系的坐标原点之间的垂直距离的方法为：设定图元中的直线的两端的端点坐标为（x1,y1）、（x2,y2），图元中的圆或圆弧的圆心坐标点为（x3,y3），矩形中心坐标为（x0,y0）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：林于程，肖苏华，刘普京，稂亚军，赖南英，蒋占四，翁泽桂，吴建毅，罗文斌，赵玉洁，乔明娟，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：发明
国别省市：