CN106225696B - 一种自动测量轮毂高度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动测量轮毂高度的方法，CCD摄像头和红外线摄像头分别采集一张图像；在CCD摄像头采集到的彩色图像上使用霍夫变换提取轮毂的圆心位置、半径和最大轮廓圆；从深度图像上检索并提取轮廓圆内的最小非零深度值D1；从深度图像的最大轮廓圆处获取轮毂底部深度值D2；计算轮毂高度值H＝D2‑D1。本发明还公开了一种自动测量轮毂高度的系统。本发明检测的自动化程度高，准确度高。

Description

一种自动测量轮毂高度的方法
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术，特别涉及一种自动测量轮毂高度的方法。
背景技术
轮毂需根据各汽车厂商的要求，设计成不同的外形、直径和高度。在生产过程中，每个轮毂在铸造成型后，需经过X射线探伤，并送入不同的加工中心进行外形加工。为选择正确的探伤以及加工程序，需要准确地测量轮毂高度。
目前，检测轮高通常采用增加一个高度固定的光栅传感器，但这仅起到一个高度的阈值判断作用，即给出大于或小于该高度的判断结果。实际上，轮毂高度参差不齐，难以通过一个固定阈值分辨不同型号的轮毂。本发明通过在获取轮辐图像的摄像头平面上增加红外线摄像头对，利用其采集的深度图像，计算轮毂特征点的高度，最终提取轮毂高度值。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种自动测量轮毂高度的方法，检测的自动化程度高，准确度高。
本发明的另一目的在于提供实现上述方法的自动测量轮毂高度的系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种自动测量轮毂高度的方法，包括以下步骤：
(1)采用两个水平设置的传送链条夹持轮毂；在传送链条的上方设置摄像头组件；所述摄像头组件包括CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头；
(2)建立参考散斑图库，包括如下步骤：
(2-1)在距离红外线摄像头5米处，放置一块用于拍摄平面散斑图、表面粗糙的平板，作为参考平板；
(2-2)红外线摄像头拍摄一幅参考平板的散斑图，将参考平板至红外线摄像头的距离为位置数据，将所拍摄的散斑图定为该位置上的参考散斑图，将参考散斑图及位置数据同时存入参考散斑图库；
(2-3)将参考平板向红外线摄像头方向移动一段距离d，d取值为0.5～1cm，获取该位置的散斑图和相应位置数据存入散斑图库；
(2-4)重复步骤(2-3)，直至参考平板移动至距红外线摄像头0.5米处，完成散斑图库的建立；
(3)驱动两个传送链条以相同的速度同向运动，使轮毂做直线运动至CCD摄像头位置停下；
(4)CCD摄像头和红外线摄像头分别采集一张图像；
(5)将红外线摄像头采集到的散斑图像上每一个点与所述参考散斑图库里的每一张参考散斑图依次做互相关运算，运算结果出现峰值的参考散斑图所对应的距离就是该点到红外线摄像头的实际距离，从而得出深度图像；
(6)在CCD摄像头采集到的彩色图像上使用霍夫变换提取轮毂的圆心位置、半径和最大轮廓圆；
(7)从深度图像上检索并提取轮廓圆内的最小非零深度值D1；
(8)从深度图像的最大轮廓圆处获取轮毂底部深度值D2；
(9)计算轮毂高度值H＝D2-D1。
优选的，所述表面粗糙的平板为木板或毛玻璃板。
实现上述自动测量轮毂高度的方法的自动测量轮毂高度的系统，包括PC机、摄像头组件、传送链条组；
所述传送链条组包括两个水平设置的传送链条，每个传送链条分别连接一个电机；所述电机与PC机电连接；
所述摄像头组件包括CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头，设于传送链条组的正上方；所述CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头分别与PC机连接。
优选的，所述摄像头组件设于传送链条组正上方的1.7～2.7米处。
优选的，所述红外线发射器位于CCD摄像头左边，所述红外线摄像头位于CCD摄像头右边。
优选的，所述的自动测量轮毂高度的方法的系统，还包括用户输入设备和显示设备；所述用户输入设备和显示设备分别与PC机连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明安装方便，摄像头只需安装在能完整拍摄半径最大的轮毂位置处即可；
(2)本发明在空间上与轮毂相隔较远，便于与其他测量设备组合使用；
(3)本发明应用场景广，对所有型号的轮毂都能测量高度。
(4)本发明的算法运算速度快，完全满足在线检测的要求。
(5)本发明采用红外光源，受环境光照影响小，适合用于工业检测。
附图说明
图1为本发明的实施例的自动测量轮毂高度的系统的组成示意图。
图2为本发明的实施例的自动测量轮毂高度的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例的自动测量轮毂高度的系统，包括PC机1、摄像头组件2和传送链条组3。传送链条组3包括两个传送链条，分别连接两个性能完全相同的传送电机。摄像头组件2和传送链条组3中的电机分别与PC机1电连接，轮毂4由传送链条组3夹持，当传送链条组3中两个电机做反向旋转时，轮毂4则被运动的链条组3夹持作旋转运动，当电机做同向旋转时，轮毂4则被运动的链条组3夹持作直线运动。摄像头组件2包括位于中间的CCD摄像头、位于CCD摄像头左边的红外线发射器和位于CCD摄像头右边红外线摄像头，摄像头组件可选用Kinect体感摄像头。
PC机1中装载包含PC机中装载包含测量轮毂高度的应用程序，所述PC机1还包括用户输入设备及显示设备，所用输入设备可以是鼠标和键盘，所用显示设备可以是电脑显示屏或液晶显示屏等。
摄像头组件2将CCD摄像头采集的轮毂彩色图像和红外线摄像头对采集的深度图像传送给PC机1，所述PC机1处理图像后，显示轮毂高度信息。
如图2所示，本实施例的自动测量轮毂高度的方法，包括以下步骤：
(1)采用两个水平设置的传送链条夹持轮毂；在传送链条的上方设置摄像头组件；所述摄像头组件包括CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头；
(2)建立参考散斑图库，包括如下步骤：
(2-1)在距离红外线摄像头5米处，放置一块用于拍摄平面散斑图、表面粗糙的平板，作为参考平板；
(2-2)红外线摄像头拍摄一幅参考平板的散斑图，将参考平板至红外线摄像头的距离为位置数据，将所拍摄的散斑图定为该位置上的参考散斑图，将参考散斑图及位置数据同时存入参考散斑图库；
(2-3)将参考平板向红外线摄像头方向移动一段距离d，d取值为0.5～1cm，获取该位置的散斑图和相应位置数据存入散斑图库；
(2-4)重复步骤(2-3)，直至参考平板移动至距红外线摄像头0.5米处，完成散斑图库的建立；
(3)驱动两个传送链条以相同的速度同向运动，使轮毂做直线运动至CCD摄像头位置停下；
(4)CCD摄像头和红外线摄像头分别采集一张图像；
(5)将红外线摄像头采集到的散斑图像上每一个点与所述参考散斑图库里的每一张参考散斑图依次做互相关运算，运算结果出现峰值的参考散斑图所对应的距离就是该点到红外线摄像头的实际距离，从而得出深度图像；
(6)在CCD摄像头采集到的彩色图像上使用霍夫变换提取轮毂的圆心位置、半径和最大轮廓圆；
(7)从深度图像上检索并提取轮廓圆内的最小非零深度值D1；
(8)从深度图像的最大轮廓圆处获取轮毂底部深度值D2；
(9)计算轮毂高度值H＝D2-D1。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动测量轮毂高度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用两个水平设置的传送链条夹持轮毂；在传送链条的上方设置摄像头组件；所述摄像头组件包括CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头；
(2)建立参考散斑图库，包括如下步骤：
(2-1)在距离红外摄像头5米处，放置一块用于拍摄平面散斑图、表面粗糙的平板，作为参考平板；
(2-2)红外摄像头拍摄一幅参考平板的散斑图，将参考平板至红外线摄像头的距离定为位置数据，将所拍摄的散斑图定为该位置上的参考散斑图，将参考散斑图及位置数据同时存入参考散斑图库；
(2-3)将参考平板向红外线摄像头方向移动一段距离d，d取值为0.5～1cm，获取该位置的散斑图和相应位置数据存入散斑图库；
(2-4)重复步骤(2-3)，直至参考平板移动至距红外线摄像头0.5米处，完成散斑图库的建立；
(3)驱动两个传送链条以相同的速度同向运动，使轮毂做直线运动至CCD摄像头位置停下；
(4)CCD摄像头和红外线摄像头分别采集一张图像；
(5)将红外摄像头采集到的散斑图像上每一个点与所述参考散斑图库里的每一张参考散斑图依次做互相关运算，运算结果出现峰值的参考散斑图所对应的距离就是该点到红外摄像头的实际距离，从而得出深度图像；
(6)在CCD摄像头采集到的彩色图像上使用霍夫变换提取轮毂的圆心位置、半径和最大轮廓圆；
(7)从深度图像上检索并提取轮廓圆内的最小非零深度值D1；
(8)从深度图像的最大轮廓圆处获取轮毂底部深度值D2；
(9)计算轮毂高度值H＝D2-D1。
2.根据权利要求1所述的自动测量轮毂高度的方法，其特征在于，所述表面粗糙的平板为木板或毛玻璃板。
3.实现权利要求1～2任一项所述的自动测量轮毂高度的方法的自动测量轮毂高度的系统，其特征在于，包括PC机、摄像头组件、传送链条组；
所述传送链条组包括两个水平设置的传送链条，每个传送链条分别连接一个电机；所述电机与PC机电连接；
所述摄像头组件包括CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头，设于传送链条组的正上方；所述CCD摄像头、红外线发射器和红外线摄像头分别与PC机连接。
4.根据权利要求3所述的自动测量轮毂高度的系统，其特征在于，所述摄像头组件设于传送链条组正上方的1.7～2.7米处。
5.根据权利要求3或4所述的自动测量轮毂高度的系统，其特征在于，所述红外线发射器位于CCD摄像头左边，所述红外线摄像头位于CCD摄像头右边。
6.根据权利要求3所述的自动测量轮毂高度的系统，其特征在于，还包括用户输入设备和显示设备；所述用户输入设备和显示设备分别与PC机连接。
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