螺母高度计算方法及螺母松动判断方法技术

本申请涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种螺母高度计算方法及螺母松动判断方法，方法包括：获取包含待计算螺母和及与其配合的螺栓的深度图像；螺栓包括螺杆和位于螺杆一端的螺帽；计算深度图像中包含待计算螺母和部分螺杆的第一三维点云，及确定深度图像中螺帽的平面；将第一三维点云投影至平面，并拟合形成平面上投影点的最小外接圆；基于最小外接圆的圆心、最小外接圆的半径、第一三维点云及投影点，计算待计算螺母当前距平面的高度。相对于采用人工测量螺母当前距平面的高度，利用包含待计算螺母的深度图像进行计算，可加快测量的速度和节约成本，并且可减少人为因素导致的测量误差，以提高测量精度。以提高测量精度。以提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
螺母高度计算方法及螺母松动判断方法


[0001]本申请涉及计算机视觉
，具体涉及一种螺母高度计算方法及螺母松动判断方法。

技术介绍

[0002]采用螺母进行固定是各行各业常见的方式，如轨道列车、车床以及汽车等设备均有采用螺母进行固定。随着设备使用时间的推移，螺母通常会发生松动的状况，此时如果不紧固螺母可能导致危险。
[0003]判断螺母是否松动时，最主要的是计算螺母当前的高度，可根据螺母当前距平面的高度来判断螺母是否出现松动。现有技术中，在计算螺母当前距平面的高度常采用人工的方式，但该方式不仅效率低而且成本高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种螺母高度计算方法及螺母松动判断方法，所述技术方案如下：
[0005]根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种螺母高度计算方法，所述方法包括：
[0006]获取包含待计算螺母和及与其配合的螺栓的深度图像；所述螺栓包括螺杆和位于所述螺杆一端的螺帽；计算所述深度图像中包含所述待计算螺母和部分所述螺杆的第一三维点云，及确定所述深度图像中所述螺帽的平面；将所述第一三维点云投影至所述平面，并拟合形成所述平面上投影点的最小外接圆；基于所述最小外接圆的圆心、所述最小外接圆的半径、所述第一三维点云及所述投影点，计算所述待计算螺母当前距所述平面的高度。
[0007]根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种螺母松动判断方法，所述方法包括：
[0008]利用上述的螺母高度计算方法计算得到待判断螺母的当前高度；如果所述当前高度大于等于预设阈值，则确定所述待判断螺母已发生松动；如果所述当前高度小于预设阈值，则确定所述待判断螺母未发生松动。
[0009]根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种螺母高度计算装置，所述装置包括：
[0010]获取模块，用于获取包含待计算螺母和及与其配合的螺栓的深度图像；所述螺栓包括螺杆和位于所述螺杆一端的螺帽；计算及确定模块，用于计算所述深度图像中包含所述待计算螺母和部分所述螺杆的第一三维点云，及确定所述深度图像中所述螺帽的平面；投影及拟合模块，用于将所述第一三维点云投影至所述平面，并拟合形成所述平面上投影点的最小外接圆；第一高度计算模块，用于基于所述最小外接圆的圆心、所述最小外接圆的半径、所述第一三维点云及所述投影点，计算所述待计算螺母当前距所述平面的高度。
[0011]根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种螺母松动判断装置，所述装置包括：
[0012]第二高度计算模块，用于利用上述的螺母高度计算方法计算得到待判断螺母的当前高度；第一确定模块，用于如果所述当前高度大于等于预设阈值，则确定所述待判断螺母已发生松动；第二确定模块，用于如果所述当前高度小于预设阈值，则所述待判断螺母未发
生松动。
[0013]根据本申请实施例的第五个方面，提供了一种计算机设备，包括：
[0014]存储器；处理器；以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述的方法。
[0015]根据本申请实施例的第六个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述的方法。
[0016]采用本申请实施例中提供的螺母高度计算方法，利用待计算螺母和螺栓的深度图像，计算得到待计算螺母和部分螺杆的第一三维点云和螺帽的平面，将第一三维点云投影至平面，拟合出平面上投影点的最小外接圆，基于最小外接圆的圆心、半径、第一三维点云和所有的投影点计算得到螺母当前距平面的高度。相对于采用人工测量螺母当前距平面的高度，利用包含待计算螺母的深度图像进行计算，可加快测量的速度和节约成本，并且可减少人为因素导致的测量误差，以提高测量精度。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1为本申请提供的螺母高度计算方法流程图；
[0019]图2为螺母与螺栓配合的结构示意图；
[0020]图3示为倾斜其一角度拍摄所拟合形成的最小外接圆；
[0021]图4为螺母高度计算装置的结构框图；
[0022]图5为螺母松动判断装置的结构框图；
[0023]图6为本申请实施例提供的计算机设备的原理框图。
具体实施方式
[0024]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]螺母广泛应用于机械设备中，利用螺母配合螺栓可固定各个相互独立的零部件。但随着设备使用时间的增长，螺母与螺栓可能出现松动。如果螺母与螺栓出现松动，设备在使用过程中可能会发生重大的安全事故。为保证设备征程正常运行及人身安全，需时常检测螺母是否发生松动，在螺母出现松动的情况下及时拧紧。
[0026]判断螺母是否出现松动，可通过当前螺母距平面的高度来判断。即当前螺母距平面的高度大时，螺母发生松动；当前螺母距平面的高度小时，螺母未发生松动。现有技术常由人工测量螺母距平面的高度，此方式不仅效率低，而且成本高，且测量结果受人为因素影响较大。
[0027]本申请提供了一种螺母高度计算方法，如图1所示，图1为本申请提供的螺母高度计算方法流程图。虽然下文描述的过程包括以特定的顺序出现的多个操作，但是应该清楚地了解到，这些过程也可以包括更多或者更少的操作，这些操作可以顺序执行或者并行执
行(例如使用并行处理器或者多线程环境)。该方法包括如下步骤中的至少部分步骤(S101～S104)：
[0028]S101、获取包含待计算螺母和及与其配合的螺栓的深度图像。
[0029]螺栓包括螺杆(带有外螺纹的圆柱体)和位于螺杆一端的螺母，螺母与螺栓配合使用。如图2所示，图2为螺母与螺栓配合的结构示意图。螺栓包括螺杆103和螺帽102，螺帽102位于螺杆103的一端，螺杆103上可具有外螺纹，螺母101可具有内螺纹，螺杆103与螺母101螺纹连接。垫片104位于螺帽102与螺母101之间，可进一步加固螺栓与螺母的连接。
[0030]包含有相互配合的待计算螺母和螺栓的深度图像可由深度相机拍摄获得。在一个或多个实施例中，可在机械臂上安装深度相机，利用机械臂控制深度相机的拍摄角度，以实现自动及多角度拍摄。可以利用深度相机对待计算螺母进行俯拍(即自待计算螺母的上方斜向下对待计算螺母进行拍摄)，俯拍的角度包括但不限于30度、45度、50度和60度。也可以利用深度相机对待计算螺母进行平视拍摄，即深度相机和待计算螺母处于同一水平高度。在一些实施例中，也可以由人工利用深度相机对待计算螺母进行拍摄。
[0031]深度图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺母高度计算方法，其特征在于，所述方法包括：获取包含待计算螺母和及与其配合的螺栓的深度图像；所述螺栓包括螺杆和位于所述螺杆一端的螺帽；计算所述深度图像中包含所述待计算螺母和部分所述螺杆的第一三维点云，及确定所述深度图像中所述螺帽的平面；将所述第一三维点云投影至所述平面，并拟合形成所述平面上投影点的最小外接圆；基于所述最小外接圆的圆心、所述最小外接圆的半径、所述第一三维点云及所述投影点，计算所述待计算螺母当前距所述平面的高度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述最小外接圆的圆心、所述最小外接圆的半径、所述第一三维点云及所述投影点，计算所述待计算螺母当前距所述平面的高度，包括：基于所述第一三维点云中点云至所述平面的距离进行聚类，得到包括多个点云族；以所述第一三维点云中点云至所述平面的距离，由小到大遍历所有点云族中的点云，确定同一所述点云族中点云在所述平面上对应投影点与所述最小外接圆圆心的最大距离；在所述最大距离由大于所述螺杆半径变为小于或等于所述螺杆半径的情况下，确定上一点云族对应的至所述平面的距离为所述待计算螺母当前距所述平面的高度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，任一所述点云族中所有点云至所述平面的距离相等；或，任一所述点云族中所有点云至所述平面的距离处于同一距离范围；其中，所述距离范围为将所述第一三维点云中所有点云至所述平面的最大距离和最小距离，按预设间隔划分得到。4.如权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述深度图像从所述待计算螺母的上方斜向下拍摄得到，所述计算所述深度图像中包含所述待计算螺母和部分所述螺杆的第一三维点云，包括：获取包含待计算螺母和及与其配合的螺栓的灰度图像；其中，所述灰度图像和深度图像具有相同的像素，所述深度图像采用深度相机拍摄得到；在所述灰度图像中框取所述待计算螺母，得到螺母框；基于所述深度图像中与所述螺母框对应的深度图像和所述深度相机的内参数据，计算得到所述第一三维点云。5.如权利要求4所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林昌伟，赵勇，
申请(专利权)人：北京格灵深瞳信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：