工件圆拟合方法技术

本申请公开了一种工件圆拟合方法

【技术实现步骤摘要】
工件圆拟合方法、装置、视觉检测系统及电子设备


[0001]本申请属于数据处理
，尤其涉及一种工件圆拟合方法
、
装置
、
视觉检测系统及电子设备
。

技术介绍

[0002]圆拟合是视觉应用项目中使用最频繁的技术之一，稳定的圆特征常常用于测量工件的孔径大小
、
轮廓圆度
、
圆心位置度等，以检测工件是否满足工艺设计需求，或为线圆定位提供圆心信息，或将工件实际圆形轮廓与标称圆特征进行比对，进行工件边缘凸起
、
凹陷或间断等缺陷检测
。
[0003]在视觉检测的过程中，对于同一工件或目标可能存在多个半径不同的圆，现有的组合遍历
、
随机采样一致性或稳健回归的拟合方法，均未考虑多个半径不同圆同时存在时的场景，拟合效果较差，无法满足视觉检测要求
。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本申请提出一种工件圆拟合方法
、
装置
、
视觉检测系统及电子设备，适用于待处理工件中多个半径不同圆同时存在时的场景
。
[0005]第一方面，本申请提供了一种工件圆拟合方法，所述方法应用于视觉检测系统，该方法包括：
[0006]通过视觉检测系统的数据采集装置获取待处理工件的数据点集，所述待处理工件包括至少两个圆；
[0007]基于所述数据点集的数据点，进行圆拟合，得到第一拟合圆；
[0008]基于所述第一拟合圆，确定所述数据点集中的内点和外点；
[0009]基于所述数据点集中的内点和拟合圆半径约束条件，进行圆拟合，得到第二拟合圆，所述拟合圆半径约束条件用于表征拟合圆半径最大值和半径最小值；
[0010]基于所述第二拟合圆，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新；
[0011]基于迭代终止后的所述数据点集中的内点，进行圆拟合，得到所述待处理工件的至少两个目标拟合圆
。
[0012]根据本申请的工件圆拟合方法，通过数据点集直接拟合得到初始的第一拟合圆，在第一拟合圆的基础上划分内点外点，并引入拟合圆半径约束条件，拟合出精度更高的且半径大小在确定范围的第二拟合圆，根据第二拟合圆对内点和外点进行迭代更新，寻优得到更加稳定准确的内点，最终获得结果稳定
、
拟合精度高的目标拟合圆，对于待处理工件存在多个半径不同圆的场景，引入不同圆对应的拟合圆半径约束条件，保证拟合精度和稳定性的同时，还可区分不同半径圆
。
[0013]根据本申请的一个实施例，所述基于所述数据点集中的内点和拟合圆半径约束条件，进行圆拟合，得到第二拟合圆，包括：
[0014]通过约束因子优化所述拟合圆半径约束条件对应的圆拟合函数，得到无约束的圆拟合函数；
[0015]以拟合圆半径差值最小为目标函数，对所述无约束的圆拟合函数进行求解，得到所述拟合圆半径约束条件对应的拟合圆参数；
[0016]基于所述数据点集的内点和所述拟合圆参数，拟合得到所述第二拟合圆
。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述基于所述数据点集的内点和所述拟合圆参数，拟合得到所述第二拟合圆，包括：
[0018]基于所述数据点集的内点比例和最大迭代次数约束确定目标数目；
[0019]对所述数据点集中的内点进行所述目标数目次数的迭代更新；
[0020]基于所述拟合圆参数，对所述数据点集中更新的内点进行圆拟合，得到第三拟合圆，并计算每次迭代的所述第三拟合圆的拟合误差；
[0021]基于所述拟合误差，从所述目标数目个的所述第三拟合圆中确定出所述第二拟合圆
。
[0022]根据本申请的一个实施例，所述对所述数据点集中的内点进行所述目标迭代次数的迭代更新，包括：
[0023]重新拟合所述第一拟合圆；
[0024]基于新的所述第一拟合圆，重新确定所述数据点集中的内点和外点
。
[0025]根据本申请的一个实施例，所述基于所述第二拟合圆，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新，包括：
[0026]基于所述数据点集中各数据点至所述第二拟合圆的距离，确定所述数据点集中各数据点的权重；
[0027]基于所述数据点集中各数据点的权重，对所述数据点集的内点和外点进行迭代更新，所述数据点集中内点对应的权重大于外点对应的权重
。
[0028]根据本申请的一个实施例，所述基于所述第二拟合圆，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新，包括：
[0029]基于所述数据点集中各数据点至所述第二拟合圆的距离和外点先验距离，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新，所述外点先验距离用于表征所述数据点集的任一外点至所述第二拟合圆的距离大于任一内点至所述第二拟合圆的距离
。
[0030]根据本申请的一个实施例，所述对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新，包括：
[0031]每次迭代确定所述数据点集中的
M
个远点，
M
为大于1的整数；
[0032]在当前迭代的
M
个远点与上一次迭代的
M
个远点相同的情况下，迭代终止
。
[0033]根据本申请的一个实施例，所述基于所述第一拟合圆，确定所述数据点集中的内点和外点，包括：
[0034]基于所述数据点集中各数据点至所述第一拟合圆的距离和内点距离阈值，确定所述数据点集中的内点和外点
。
[0035]第二方面，本申请提供了一种工件圆拟合装置，该装置包括：
[0036]获取模块，用于通过视觉检测系统的数据采集装置获取待处理工件的数据点集，所述待处理工件包括至少两个圆；
[0037]第一处理模块，用于基于所述数据点集的数据点，进行圆拟合，得到第一拟合圆；
[0038]第二处理模块，用于基于所述第一拟合圆，确定所述数据点集中的内点和外点；
[0039]第三处理模块，用于基于所述数据点集中的内点和拟合圆半径约束条件，进行圆拟合，得到第二拟合圆，所述拟合圆半径约束条件用于表征拟合圆半径最大值和半径最小值；
[0040]第四处理模块，用于基于所述第二拟合圆，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新；
[0041]第五处理模块，用于基于迭代终止后的所述数据点集中的内点，进行圆拟合，得到所述待处理工件的至少两个目标拟合圆
。
[0042]根据本申请的工件圆拟合装置，通过数据点集直接拟合得到初始的第一拟合圆，在第一拟合圆的基础上划分内点外点，并引入拟合圆半径约束条件，拟合出精度更高的且半径大小在确定范围的第二拟合圆，根据第二拟合圆对内点和外点进行迭代更新，寻优得到更加稳定准确的内点，最终获得结果稳定
、
拟合精度高的目标拟合圆，对于待处理工件存在多个半本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工件圆拟合方法，其特征在于，所述方法应用于视觉检测系统，所述方法包括：通过视觉检测系统的数据采集装置获取待处理工件的数据点集，所述待处理工件包括至少两个圆；基于所述数据点集的数据点，进行圆拟合，得到第一拟合圆；基于所述第一拟合圆，确定所述数据点集中的内点和外点；基于所述数据点集中的内点和拟合圆半径约束条件，进行圆拟合，得到第二拟合圆，所述拟合圆半径约束条件用于表征拟合圆半径最大值和半径最小值；基于所述第二拟合圆，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新；基于迭代终止后的所述数据点集中的内点，进行圆拟合，得到所述待处理工件的至少两个目标拟合圆
。2.
根据权利要求1所述的工件圆拟合方法，其特征在于，所述基于所述数据点集中的内点和拟合圆半径约束条件，进行圆拟合，得到第二拟合圆，包括：通过约束因子优化所述拟合圆半径约束条件对应的圆拟合函数，得到无约束的圆拟合函数；以拟合圆半径差值最小为目标函数，对所述无约束的圆拟合函数进行求解，得到所述拟合圆半径约束条件对应的拟合圆参数；基于所述数据点集的内点和所述拟合圆参数，拟合得到所述第二拟合圆
。3.
根据权利要求2所述的工件圆拟合方法，其特征在于，所述基于所述数据点集的内点和所述拟合圆参数，拟合得到所述第二拟合圆，包括：基于所述数据点集的内点比例和最大迭代次数约束确定目标数目；对所述数据点集中的内点进行所述目标数目次数的迭代更新；基于所述拟合圆参数，对所述数据点集中更新的内点进行圆拟合，得到第三拟合圆，并计算每次迭代的所述第三拟合圆的拟合误差；基于所述拟合误差，从所述目标数目个的所述第三拟合圆中确定出所述第二拟合圆
。4.
根据权利要求3所述的工件圆拟合方法，其特征在于，所述对所述数据点集中的内点进行所述目标迭代次数的迭代更新，包括：重新拟合所述第一拟合圆；基于新的所述第一拟合圆，重新确定所述数据点集中的内点和外点
。5.
根据权利要求1所述的工件圆拟合方法，其特征在于，所述基于所述第二拟合圆，对所述数据点集中的内点和外点进行迭代更新，包括：基于所述数据点集中各数据点至所述第二拟合圆的距离和外点先验距离，对所述数...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯俊山，
申请(专利权)人：深圳市凌云视迅科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：