CN115060162A - 一种倒角尺寸测量方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种倒角尺寸测量方法、装置、电子设备及存储介质,获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点之后,考确定该初始端点对应的校正区域,并得到该划分区域内的各条划分线;根据各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;然后根据各个倒角边界线和倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点,最后根据目标端点进行倒角尺寸测量。本发明实施例通过对原始端点进行校正可以得到更准确的目标端点,目标端点准确保证了倒角尺寸测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及视觉检测技术领域,尤其涉及一种倒角尺寸测量方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
光学玻璃是制造光学仪器的重要原材料,这些光学元件在生产的过程中需要使用磨边机进行磨切,切割出倒角后进行实际应用。在一些精密光学元件上,玻璃倒角的尺寸要求比较严格,需要进行精确的尺寸测量。
相关技术中一般通过三坐标测量仪来测量玻璃倒角尺寸,但是三坐标测量仪需要将被测物放置三坐标测量仪平台上,使用x,y,z三个方向的测头接触被测物进行测量,不仅容易磨损被测物,使得测量精度较低,而且对测量人员的技术要求较高,设备成本高,难以广泛应用。为了解决上述问题,出现了基于图像进行玻璃倒角尺寸的技术方案,采用CCD相机拍摄玻璃轮廓,在图像上进行尺寸测量,其存在的问题是受环境光影响较大,且玻璃为透明材质会引入更多的杂散光,使图像质量不佳,导致最终的测量精度较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种倒角尺寸测量方法、装置、电子设备及存储介质,用以解决相关技术的测量玻璃倒角尺寸的方案测量精度较低的问题。
本发明实施例提供了一种倒角尺寸测量方法,所述方法包括:
获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
进一步地,所述获取3D线激光相机采集的待处理图像包括:
获取3D线激光相机采集的多帧图像,对所述多帧图像进行连续性融合或非连续性融合,得到所述待处理图像。
进一步地,所述确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点包括:
确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点;在所述待处理图像的水平方向上遍历每列的第二像素点,根据所述每列的第二像素点的坐标信息和倒角轮廓位置特性,确定倒角轮廓上的每个初始端点。
进一步地,针对所述每个初始端点,确定该初始端点的倒角边界线的过程包括:
针对所述每个初始端点,分别确定该初始端点对应的纵向校正区域和法向校正区域,并分别将该纵向校正区域和该法向校正区域进行划分,得到各自划分区域内的各条划分线;
根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该纵向校正区域内的倒角边界线;
根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该法向校正区域内的倒角边界线。
进一步地,所述根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点包括:
针对所述每个初始端点,分别确定所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的纵向校正区域内的倒角边界线的第一交点,以及所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的法向校正区域内的倒角边界线的第二交点;将所述第一交点和所述第二交点构成的线段的中点作为该初始端点对应的目标端点。
进一步地,所述获取3D线激光相机采集的待处理图像之前,所述方法还包括:
采用所述3D线激光相机对两种高度不同的标准被测物进行高度测量,根据测量高度差和力量高度差确定所述3D线激光相机的安装倾斜角度,将所述安装倾斜角度作为所述3D线激光相机外参并保存在所述3D线激光相机外中。
进一步地,所述确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点包括:
筛选出所述待处理图像中灰度值大于预设的第一灰度阈值的第三像素点;
对每个第三像素点进行高斯列卷积处理,并确定每列灰度值最大的第二像素点;其中,针对每列像素点,若该列中存在多个灰度值最大的第二像素点,则将所述多个灰度值最大的第二像素点的平均位置像素点作为该列的第二像素点。
进一步地,所述确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点之后,所述方法还包括:
针对每个第二像素点,确定该第二像素点对应的邻域范围;判断所述邻域范围内包含的大于预设的第二灰度阈值的像素点的数量是否小于设定的数量阈值,如果是,确定该第二像素点为异常点并滤除。
进一步地,所述方法还包括:
针对保留的每个第二像素点,根据该第二像素点的灰度值、坐标信息以及加权质心算法,确定该第二像素点对应的亚像素点,并采用所述亚像素点对该第二像素点进行更新。
进一步地,所述根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值包括:
对该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯列卷积处理,根据高斯列卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值;
所述根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值包括:
对该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯斜卷积处理,根据高斯斜卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值;其中,高斯斜卷积的方向为拟合直线的法向量方向。
进一步地,所述根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量包括:
确定所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息;
根据承载被测玻璃的运动平台的编码器ID值、编码器步长和所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息,确定倒角尺寸测量结果。
进一步地,所述方法还包括:
针对预先指定的被测玻璃的测量区域,分别确定该测量区域内每帧图像的倒角尺寸测量结果;根据每帧图像的倒角尺寸测量结果的平均值,确定该测量区域的倒角尺寸测量结果。
另一方面,本发明实施例提供了一种倒角尺寸测量装置,所述装置包括:
第一确定模块,用于获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
第二确定模块,用于针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
第三确定模块,用于确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
另一方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述任一项所述的方法步骤。
另一方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法步骤。
本发明实施例提供了一种倒角尺寸测量方法、装置、电子设备及存储介质,所述方法包括:获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
上述的技术方案具有如下优点或有益效果:
由于在本发明实施例中,获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点之后,考虑到环境光线的不利影响,对初始端点进行校正,具体的,针对每个初始端点,首先确定该初始端点对应的校正区域,并得到该划分区域内的各条划分线;根据各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;然后根据各个倒角边界线和倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点,最后根据目标端点进行倒角尺寸测量。本发明实施例通过对原始端点进行校正可以得到更准确的目标端点,目标端点准确保证了倒角尺寸测量的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的倒角尺寸测量系统结构示意图;
图2为本发明实施例提供的倒角尺寸测量过程示意图;
图3为本发明实施例提供的连续性融合和非连续性融合示意图;
图4为本发明实施例提供的待处理图像示意图;
图5为本发明实施例提供的被测玻璃的实物图;
图6为本发明实施例提供的被测玻璃的截面示意图;
图7为本发明实施例提供的在玻璃俯视图上显示测量方位示意图;
图8为本发明实施例提供的玻璃倒角尺寸测量流程图;
图9为本发明实施例提供的双层斑点和斑点较暗的实际图像示意图;
图10为本发明实施例提供的玻璃倒角端点校准示意图;
图11为本发明实施例提供的玻璃倒角端点校准效果图;
图12为本发明实施例提供的测量结果图;
图13为本发明实施例提供的倒角尺寸测量装置结构示意图;
图14为本发明实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的倒角尺寸测量系统结构示意图,倒角尺寸测量系统包括:运动平台11、3D线激光相机12、玻璃运动姿态限位器14、相机架置支架15,玻璃运动姿态限位器14上包括待测玻璃片13。其中运动平台带编码器功能,生产出的玻璃片经过精洗烘干后进入测量传送带,经过玻璃运动姿态限位器后可以保证相机水平进入相机测量视野。3D高精度线激光相机扫描识别到玻璃进入时开始扫描,逐帧获取扫描被测物的图像数据、编码器帧ID数据、编码器步长数据。
实施例1:
图2为本发明实施例提供的倒角尺寸测量过程示意图,该过程包括以下步骤:
S101:获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点。
S102:针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线。
S103:确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
本发明实施例提供的倒角尺寸测量方法应用于电子设备,该电子设备可以是PC、平板电脑等设备,也可以是服务器。
3D线激光相机采集到包含待测玻璃倒角的图像之后发送至电子设备,或者由电子设备获取3D线激光相机采集到包含待测玻璃倒角的图像。电子设备可以直接将获取到的图像作为待处理的图像,进行后续倒角尺寸测量的步骤。
为了削减运动平台抖动带来的测量误差,本发明实施例中,所述获取3D线激光相机采集的待处理图像包括:获取3D线激光相机采集的多帧图像,对所述多帧图像进行连续性融合或非连续性融合,得到所述待处理图像。
3D线激光相机需要连续触发相机拍照,将得到的多帧图像数据进行融合,以提高图像稳定性。多帧融合的过程是以多张图像上同一位置处的像素点的灰度值进行平均,多帧融合分为连续性融合和非连续性融合。
图3为本发明实施例提供的连续性融合和非连续性融合示意图,图3中,横线表示3D高精度线激光相机拍摄的一帧图像数据。如图3所示,连续性融合为图像image1、image2、image3、image4融合;图像image2、image3、image4、image5融合;图像image3、image4、image5、image6融合;图像image4、image5、image6、image7融合;image5、image6、image7、image8融合;图像image6、image7、image8、image9融合。非连续性融合为图像image1、image2、image3融合;图像image4、image5、image6融合;图像image7、image8、image9融合。
其中,连续性多帧融合能够提高图像稳定性以削减平台震动带来的测量误差,同时不影响相机帧率,得到更充分的测量数据,因此,本发明实施例较佳的选择连续性多帧融合。
电子设备获取3D线激光相机采集的待处理图像之后,确定待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点。具体的,因为待处理图像中倒角轮廓上的像素点的灰度值较大,因此在确定初始端点时,确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点;在所述待处理图像的水平方向上遍历每列的第二像素点,根据所述每列的第二像素点的坐标信息和倒角轮廓位置特性,确定倒角轮廓上的每个初始端点。
电子设备首先确定待处理图像中每列灰度值最大的像素点,本发明实施例中将每列灰度值最大的像素点称为第二像素点。根据每列的第二像素点的坐标信息和倒角轮廓位置特性,确定倒角轮廓上的每个初始端点。其中,倒角轮廓位置特性包括跳跃特性、连续特性和单调特性。图4为本发明实施例提供的待处理图像示意图,如图4中所示的四个初始端点,跳跃特性是指第一个初始端点和前一列的第二像素点之间存在跳跃性,第二个初始端点和后一列的第二像素点之间存在跳跃性,第三个初始端点和前一列的第二像素点之间存在跳跃性,第四个初始端点和后一列的第二像素点之间存在跳跃性。连续特性是指第一个初始端点和第二个初始端点之间存在连续性,第三个初始端点和第四个初始端点之间存在连续性。单调特性是指第一个初始端点到第二个初始端点之间的第二像素点的纵坐标是单调变化的,第三个初始端点到第四个初始端点之间的第二像素点的纵坐标是单调变化的。根据每列的第二像素点的坐标信息和倒角轮廓位置特性,横向遍历第二像素点可以确定倒角轮廓上的每个初始端点。
确定出每个初始端点之后,针对每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域。其中,针对每个初始端点,将以该初始端点为中心的纵向矩形区域,或者纵向正方形区域作为该初始端点对应的校正区域。然后将该校正区域在进行纵向划分,得到该划分区域内的各条纵向划分线。然后将各条划分线上的像素点称为第一像素点。根据各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定各条划分线的边界评分值。针对各条划分线,统计该划分线上每个第一像素点的灰度值,然后计算统计得到的每个灰度值的平均值,得到平均灰度值。并且统计该划分线上每个第一像素点的灰度梯度值,其中第一像素点的灰度梯度值为与该第一像素点相邻的位于划分线两侧的两个像素点的灰度值的差值。然后计算统计得到的每个灰度梯度值的平均值,得到平均灰度梯度值。再根据该划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该条划分线的边界评分值。其中,可以分别为平均灰度值和平均灰度梯度值设置各自对应的权重值,二者各自对应的权重值的和为1。然后根据该划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,以及各自对应的权重值,进行加权求和,得到该条划分线的边界评分值。
针对每个初始端点,在得到各条划分线的边界评分值之后,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线。然后确定倒角轮廓的拟合直线。其中,如图4所示,确定出四个初始端点之后,根据第一个初始端点和第二个初始端点之间的第二像素点进行直线拟合,得到第一个初始端点和第二个初始端点之间的拟合直线,根据第三个初始端点和第四个初始端点之间的第二像素点进行直线拟合,得到第三个初始端点和第四个初始端点之间的拟合直线。或者根据第一个初始端点和第二个初始端点各自对应的校正区域之间的第二像素点进行直线拟合,得到第一个初始端点和第二个初始端点之间的拟合直线,根据第三个初始端点和第四个初始端点各自对应的校正区域之间的第二像素点进行直线拟合,得到第三个初始端点和第四个初始端点之间的拟合直线。
根据第一个初始端点和第二个初始端点之间的拟合直线,和第一个初始端点和第二个初始端点分别对应的倒角边界线的交点,确定出第一个目标端点和第二个目标端点。根据第三个初始端点和第四个初始端点之间的拟合直线,和第三个初始端点和第四个初始端点分别对应的倒角边界线的交点,确定出第三个目标端点和第四个目标端点。最后根据确定出的各个目标端点进行倒角尺寸测量。
由于在本发明实施例中,获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点之后,考虑到环境光线的不利影响,对初始端点进行校正,具体的,针对每个初始端点,首先确定该初始端点对应的校正区域,并得到该划分区域内的各条划分线;根据各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;然后根据各个倒角边界线和倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点,最后根据目标端点进行倒角尺寸测量。本发明实施例通过对原始端点进行校正可以得到更准确的目标端点,目标端点准确保证了倒角尺寸测量的准确性。
实施例2:
为了使确定目标端点更准确,在上述实施例的基础上,在本发明实施例中,针对所述每个初始端点,确定该初始端点的倒角边界线的过程包括:
针对所述每个初始端点,分别确定该初始端点对应的纵向校正区域和法向校正区域,并分别将该纵向校正区域和该法向校正区域进行划分,得到各自划分区域内的各条划分线;
根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该纵向校正区域内的倒角边界线;
根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该法向校正区域内的倒角边界线。
本发明实施例中,针对每个初始端点,分别确定该初始端点对应的纵向校正区域和法向校正区域。纵向校正区域为待处理图像中纵向坐标方向的区域,对纵向校正区域进行划分时,沿着待处理图像中纵向坐标方向进行划分,得到纵向的各条划分线。法向校正区域为待处理图像中初始端点所属的拟合直线的法向方向的校正区域,对法向校正区域进行划分时,沿着拟合直线的法向方向进行划分,得到法向的各条划分线。
这样,针对每个初始端点,都可以确定出该初始端点对应的纵向校正区域内的各条纵向划分线,和法向校正区域内的各条法向划分线。然后分别确定出纵向校正区域中的边界评分值最高的倒角边界线和法向校正区域中的边界评分值最高的倒角边界线。
所述根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点包括:
针对所述每个初始端点,分别确定所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的纵向校正区域内的倒角边界线的第一交点,以及所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的法向校正区域内的倒角边界线的第二交点;将所述第一交点和所述第二交点构成的线段的中点作为该初始端点对应的目标端点。
以确定第一个初始端点和第二个初始端点各自对应的第一个目标端点和第二个目标端点为例进行说明。针对第一个初始端点和第二个初始端点,确定出该初始端点对应的纵向校正区域内的倒角边界线和法向校正区域内的倒角边界线之后,分别确定第一个初始端点和第二个初始端点之间的拟合直线,与纵向校正区域内的倒角边界线的第一交点,以及与法向校正区域内的倒角边界线的第二交点。然后将第一交点和第二交点构成的线段的中点作为该初始端点对应的目标端点。
以确定第三个初始端点和第四个初始端点各自对应的第三个目标端点和第四个目标端点为例进行说明。针对第三个初始端点和第四个初始端点,确定出该初始端点对应的纵向校正区域内的倒角边界线和法向校正区域内的倒角边界线之后,分别确定第三个初始端点和第四个初始端点之间的拟合直线,与纵向校正区域内的倒角边界线的第一交点,以及与法向校正区域内的倒角边界线的第二交点。然后将第一交点和第二交点构成的线段的中点作为该初始端点对应的目标端点。
本发明实施例中,针对每个初始端点,结合该初始端点对应的纵向校正区域内的倒角边界线和法向校正区域内的倒角边界线,确定出初始端点对应的目标端点,从而使得确定的目标端点更准确,进而使得倒角测量更准确。
进一步地,本发明实施例中,所述根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值包括:
对该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯列卷积处理,根据高斯列卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值;
所述根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值包括:
对该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯斜卷积处理,根据高斯斜卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值;其中,高斯斜卷积的方向为拟合直线的法向量方向。
为了使确定各条划分线的边界评分值更准确,在确定纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值时,首先对纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯列卷积处理,卷积处理后再确定纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值。在确定法向校正区域内的各条划分线的边界评分值时,首先对法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯斜卷积处理,卷积处理后再确定法向校正区域内的各条划分线的边界评分值。其中,高斯斜卷积的方向为拟合直线的法向量方向。
实施例3:
考虑到3D线激光相机安装倾斜角度对应倒角尺寸测量的影响,在上述各实施例的基础上,在本发明实施例中,所述获取3D线激光相机采集的待处理图像之前,所述方法还包括:
采用所述3D线激光相机对两种高度不同的标准被测物进行高度测量,根据测量高度差和力量高度差确定所述3D线激光相机的安装倾斜角度,将所述安装倾斜角度作为所述3D线激光相机外参并保存在所述3D线激光相机外中。
由于3D线激光相机安装时不能保证完全垂直于测量平台,标准平面与测量平台存在一定的夹角,因此引入测量误差,本发明实施例使用标准被测物进行平台校准。校准过程例如是将高度1mm和高度0.9mm的标准被测物放置于相机测量视野中进行拍摄,在标准被测物的上表面选取测量区域,两个标准被测物之间的理论高度差为0.1mm,根据理论值、测量值以及标准被测物的宽度可计算出3D线激光相机安装的倾斜角度。将此倾斜角度作用到相机外参,从而可以得到无误差的点云数据。
实施例4:
为了提高确定的初始端点的准确性,在上述各实施例的基础上,在本发明实施例中,所述确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点包括:
筛选出所述待处理图像中灰度值大于预设的第一灰度阈值的第三像素点;
对每个第三像素点进行高斯列卷积处理,确定每列灰度值最大的第二像素点;其中,针对每列像素点,若该列中存在多个灰度值最大的第二像素点,则将所述多个灰度值最大的第二像素点的平均位置像素点作为该列的第二像素点。
为了减少算法消耗,本发明实施例中首先筛选出待处理图像中灰度值大于预设的第一灰度阈值的第三像素点。预设的第一灰度阈值例如是20、25等。然后对每个第三像素点进行高斯列卷积处理,列卷积核半径例如是5,计算方式为:在卷积点位的当列上下各选取5个像素点,取出各个点位的灰度值,使用卷积核进行卷积,卷积处理后每列寻找灰度值最大的第二像素点。需要说明单是,针对每列像素点,若该列中存在多个灰度值最大的第二像素点,则将多个灰度值最大的第二像素点的平均位置像素点作为该列的第二像素点。
另外,在本发明实施例中,所述确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点之后,所述方法还包括:
针对每个第二像素点,确定该第二像素点对应的邻域范围;判断所述邻域范围内包含的大于预设的第二灰度阈值的像素点的数量是否小于设定的数量阈值,如果是,确定该第二像素点为异常点并滤除。
针对每个第二像素点,可以确定以该第二像素点为中心的5*5或7*7等邻域范围,然后统计邻域范围内包含的大于预设的第二灰度阈值的像素点的数量。预设的第二灰度阈值与预设的第一灰度阈值相同或不同。然后判断大于预设的第二灰度阈值的像素点的数量是否小于设定的数量阈值,如果是,确定该第二像素点为异常点并滤除。如果小于设定的数量阈值,则认为该第二像素点为异常点,或称为孤立点进行滤除。根据保留的第二像素点进行目标端点的确定,从而使得确定目标端点更准确。
为了进一步使得确定目标端点更准确,在本发明实施例中,所述方法还包括:
针对保留的每个第二像素点,根据该第二像素点的灰度值、坐标信息以及加权质心算法,确定该第二像素点对应的亚像素点,并采用所述亚像素点对该第二像素点进行更新。
针对保留的每个第二像素点,将该第二像素点的灰度值和坐标信息代入加权质心算法,确定该第二像素点对应的亚像素点。根据亚像素点进行目标端点的确定,从而使得确定目标端点更准确。
实施例5:
为了实现根据各个目标端点进行倒角尺寸测量,在上述各实施例的基础上,在本发明实施例中,根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量包括:
确定所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息;
根据承载被测玻璃的运动平台的编码器ID值、编码器步长和所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息,确定倒角尺寸测量结果。
在图像坐标系下确定出每个目标端点之后,首先将每个目标端点在图像坐标系下的坐标转换为世界坐标系下的三维坐标信息,其中,可以通过像素点解畸变法和三角化方法等确定各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息。
确定各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息之后,根据承载被测玻璃的运动平台的编码器ID值编码器步长进行点云累加。点云累加方式为:当前帧编码器ID值减去首帧编码器ID值得到ID差,乘以编码器步长得到帧行程,单帧玻璃倒角端点三维坐标的y值加上帧行程即为当前帧y坐标。y方向为运动平台的运动方向,x方向为激光线的方向,z方向为竖直高度方向。在扫描整个玻璃片后,上下端点的几何中心的x坐标差值为玻璃斜边宽度,z坐标差值为玻璃斜边高度。玻璃斜边高度除以玻璃斜边宽度可得到玻璃斜边倾角的正切值。
为了进一步使倒角尺寸测量准确,在本发明实施例中,针对预先指定的被测玻璃的测量区域,分别确定该测量区域内每帧图像的倒角尺寸测量结果;根据每帧图像的倒角尺寸测量结果的平均值,确定该测量区域的倒角尺寸测量结果。
下面通过具体示例对倒角尺寸测量过程进行详细说明。
本发明提供一种基于3D线激光视觉检测的玻璃倒角尺寸测量方法,以实现高效率、高精度和全自动化地进行玻璃倒角尺寸测量。尺寸测量包括:倒角的高度、倒角的宽度、倒角的角度。为了达到上述效果,本发明的技术方案如下:
(1)被测物和测量项简介如下。
被测玻璃:被测玻璃宽度为20mm~50mm,长度为100mm~200mm,透明玻璃材质,斜边倒角为毛边。被测玻璃的实物图如图5所示,被测玻璃的截面示意图如图6所示。
测量玻璃斜边高度:如图6所示,h为测量玻璃斜边的高度,测量绝对精度为0.01mm,重复精度为0.005mm。
测量玻璃倒角宽度:如图6所示,w为测量玻璃斜边的宽度,测量绝对精度为0.01mm,重复精度为0.005mm。
测量玻璃斜边角度:如图6所示,θ为测量玻璃斜边的角度,测量绝对精度为0.1度,重复精度为0.05度。
测量绝对精度指的是测量值和标准值的允许差值,重复精度为重复一定次数进行测量,测量最大值与测量最小值的允许差值。
测量点位:每个玻璃片给出三个测量值,即按照玻璃的长度等距划分为三份,分为左、中、右,中间位置给出两个测量结果。分别测量左中右玻璃倒角的高度、宽度、角度。在玻璃俯视图上显示测量方位如图7所示。
如图7所示,整个玻璃片对一共三个位置进行测量:左侧位置、中间位置和右侧位置。整个玻璃片一共含有四个测量区域:A、B、C、D。A和D测量区域分别距首尾距离为L1,且测量宽度为d1。B和C测量区域分别紧邻中间位置两侧,且距中央距离为L2,测量区域宽度均为d2。通过设置上述距离参数,可以测量玻璃上任意点位的倒角尺寸。本提案中设置的默认测量参数为:L1为5mm,d1为6mm,L2为10mm,d2为6mm。
(2)组装玻璃倒角检测系统。
玻璃倒角尺寸测量系统由运动平台、3D高精度线激光相机、玻璃运动姿态限位器、相机架置支架组成。其中运动平台带编码器功能,生产出的玻璃片经过精洗烘干后进入测量传送带,经过玻璃运动姿态限位器后可以保证相机水平进入相机测量视野。3D高精度线激光相机扫描识别到玻璃进入时开始扫描,逐帧获取扫描被测物的图像数据、编码器帧ID数据、编码器步长数据。
(3)玻璃倒角尺寸测量流程。
玻璃倒角尺寸测量流程如图8所示,包括:测量平台校准、多帧图像融合、计算玻璃倒角端点的三维坐标、玻璃倒角尺寸测量。
(4)测量算法原理。
1、测量平台校准:
由于相机安装时不能保证完全垂直于测量平台,标准平面与测量平台存在一定的夹角,因此引入测量误差,须使用标准块进行平台校准。校准过程是将1mm和0.9mm的标准块放置于相机测量视野中进行拍摄,在标准块的上表面选取测量区域,两个标准块之间的理论高度差为0.1mm,根据理论值和测量值可计算出相机安装的倾斜角度。将此倾斜角度作用到相机外参,可以得到无误差的点云数据。
2、多帧融合图像:
为了削减运动平台抖动带来的测量误差,需要连续触发相机拍照,将得到的多帧图像数据进行融合,以提高图像稳定性。多帧融合的过程是以多张图像上同一位置处的灰度进行平均,多帧融合分为连续性融合和间断性融合。
3、定位玻璃轮廓:
3D高精度线激光相机拍摄被测物得到的是具有激光亮斑的图像,能够显示被测物的轮廓,准确提取激光亮斑位置即为定位玻璃轮廓的过程。相机拍摄的玻璃图像如图4所示,图4中两个倾斜亮斑直线即为玻璃倒角的位置。
第一步:高斯列卷积。为减少算法耗时,仅对图像上灰度值大于灰度阈值(默认值20)的像素点进行高斯列卷积。列卷积核半径例如是5,计算方式为:在卷积点位的当列上下各选取5个像素,取出各个点位的灰度值,使用卷积核进行卷积,并且每列寻找灰度值最大的点,若有多个灰度值最大,则以平均值代替。
第二步:剔除孤立点。该步骤是因为玻璃是透明材质,会产生较多的杂散光,这些孤立的杂散光会影响到玻璃倒角处激光线的提取。剔除过程为以每列灰度值最大点的邻域展开搜索,以邻域内大于灰度阈值的个数作为该点的孤立评分值,如果孤立评分值小于孤立阈值,则剔除该点,认为该点是无效点。
第三步:求解亚像素坐标。使用加权质心算法将光斑中心较近的部分区域像素增强,使视野内亮斑更突出,提高质心探测精度,即使光斑形状分布不近似高斯分布,仍能够较为准确的探测光斑质心。
4、定位玻璃倒角端点:
第一步:初定位玻璃倒角端点。由于在玻璃倒角处的激光亮斑具有跳跃、连续、单调的几何特征,可以进行玻璃倒角端点的初定位。从左向右遍历整个玻璃轮廓的亚像素坐标,搜索满足亚像素坐标突变、突变区域内像素坐标连续且单调的点集,该点集即为玻璃倒角的轮廓点。
第二步:玻璃倒角端点校准。3D高精度线激光相机通过反射进入镜头的激光线来拍摄被测物,玻璃倒角是透明、磨砂且倾斜的,并且倾斜的角度并不统一。透明因素往往导致激光线透过玻璃倒角而出现双层玻璃的情况。倾斜因素容易导致倒角边缘的激光线不能有效的反射进入相机镜头,以至于玻璃倒角端点处激光亮斑的灰度值较小,而无法进行有效的激光亮斑的提取,因此需要进行玻璃倒角端点校准。双层斑点和斑点较暗的实际图像如图9所示。
玻璃倒角端点校准示意图如图10所示。其中A1为上端点纵向校正区域,A2为下端点纵向校正区域,B1为上端点法向校正区域,B2为下端点法向校正区域,C为拟合区。初步定位到玻璃倒角下端点A和倒角上端点B,可在玻璃倒角上划分出拟合区和纵向校正区域,利用拟合区上所有的倒角轮廓的亚像素点直线拟合,根据拟合直线的方向向量划分出法向校正区域。在校正区域内部根据像素位置划分网格,分别得到纵向校正区域划分线和法向校正区域划分线,接下来进行纵向校准和法向校准。第一步:高斯卷积。在纵向校正区域内进行高斯列卷积,在法向校正区域内进行高斯斜卷积,其中高斯斜卷积的方向为拟合区直线的法向量方向。第二步:计算划分线上的平均灰度值和平均灰度梯度值。分别在纵向校正区域和法向校正区域内计算每个划分线的边界评分。其中边界评分能够表征玻璃倒角的边界信息,评分越大,代表越有可能为倒角边界。边界评分的影响因素包括划分线的平均灰度值和平均灰度梯度值。第三步:计算玻璃倒角端点。在纵向校正区域和法向校正区域内分别选择边界评分最高的划分线,并求解与拟合区得到的拟合直线的交点,并以两交点的中点作为玻璃倒角的目标端点。玻璃倒角端点校准效果图如图11所示。由图11可以看出,玻璃倒角端点校准能够使端点提取更准确,测量误差有效缩减。
5、计算玻璃倒角端点的三维坐标。
在图像上定位出玻璃倒角的端点后,须有计算其在世界坐标系下的三维坐标,才能进行倒角的尺寸测量。计算玻璃倒角端点的三维坐标包括:像素点解畸变和三角化方法求解三维坐标。
6、玻璃倒角尺寸测量。
在计算出单帧玻璃倒角端点的三维坐标后,可以根据运动平台的编码器ID值、编码器步长进行点云累加。点云累加方式为:当前帧编码器ID值减去首帧编码器ID值得到ID差,乘以编码器步长得到帧行程,单帧玻璃倒角端点三维坐标的y值加上帧行程即为当前帧y坐标。在扫描整个玻璃片后,根据测量点位划分规则,分别对左、中、右进行玻璃倒角尺寸测量,即分别计算左中右三段测量区域的几何中心。上下端点的几何中心的x坐标差值为玻璃斜边宽度,z坐标差值为玻璃斜边高度。玻璃斜边高度除以玻璃斜边宽度可得到玻璃斜边倾角的正切值。测量结果图如图12所示。需要说明的是,图12仅为示例,共给出8组测量数据,分别为:Height:0.655,Width:1.150,Angle:29.678;Height:0.742,Width:1.337,Angle:29.020;Height:0.744,Width:1.345,Angle:28.945;Height:0.726,Width:1.294,Angle:29.311;Height:0.854,Width:1.276,Angle:33.796;Height:0.830,Width:1.224,Angle:34.131;Height:0.801,Width:1.190,Angle:33.957;Height:0.748,Width:1.118,Angle:33.785。
7、测量结果输出。
在界面上显示玻璃倒角位置和测量结果。评判玻璃倒角的测量项是否在良品的阈值范围,若是则显示ok,否则显示ng。
本发明实施例提供的倒角尺寸测量方法测量效率高。本发明实施例中将被测玻璃放置于运动平台上,由3D线激光测量仪扫描其表面以得到三维点云数据,其中传送带的速度可达800mm/s,测量效率更高。
测量精度高。本发明实施例中使用抗环境光能力较强的蓝色线激光照射物体表面,以获取被测物表面几何图像。充分考虑到玻璃倒角具有透明和倾斜的特性而进行玻璃倒角端点提取校准,进一步提升端点定位精度。
稳定性好。本发明实施例中利用连续性多帧图像融合,既不降低相机帧率,又能有效提高图像稳定性,削减运动平台因机械抖动而引入的测量误差。因此稳定性更好。
充分考虑到玻璃倒角具有的透明、倾斜特征,在玻璃倒角上下两侧分别进行提取端点校准,分别从纵向和法向进行玻璃倒角边界增强和端点判断,显著提高测量的绝对精度,使测量值更有说服力。
连续性多帧图像融合。本提案使用连续性多帧图像融合算法,既不降低相机帧率,又能有效提高图像稳定性,削减运动平台因机械抖动而引入的测量误差,显著提高测量重复精度和绝对精度。
测量点位划分。本提案将玻璃的测量点位划分为左、中、右三个测量方位,其中包含四个测量区域。根据参数控制可以测量玻璃片上任意区域的倒角尺寸,并且输出结果图中显示IN和OUT,能够指明运动方向,这种划分方式更易理解和操作。玻璃倒角尺寸测量架构。本提案创新性的使用蓝色线激光扫描运动中的玻璃片,蓝色激光具有较强的抗环境光干扰能力,反射进入相机视野形成亮斑,能够表征物体的表面几何信息。本提案中还考虑到相机镜头的畸变带来的测量误差,解畸变操作能够提高测量精度。玻璃倒角尺寸测量系统由3D线激光高精度相机、运动平台构成。将待测玻璃片放置在运动平台上,在运动的过程中由编码器触发相机进行扫描,多帧图像融合后定位出玻璃斜面的端点,得到待测玻璃片完整的端点亚像素坐标后转化为三维点云坐标,并根据测量方位进行玻璃倒角的尺寸测量。该提案具有较高的测量精度、测量效率和测量稳定性,具有实用价值。
实施例6:
图13为本发明实施例提供的倒角尺寸测量装置结构示意图,该装置包括:
第一确定模块131,用于获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
第二确定模块132,用于针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
第三确定模块133,用于确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
所述第一确定模块131,具体用于获取3D线激光相机采集的多帧图像,对所述多帧图像进行连续性融合或非连续性融合,得到所述待处理图像。
所述第一确定模块131,具体用于确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点;在所述待处理图像的水平方向上遍历每列的第二像素点,根据所述每列的第二像素点的坐标信息和倒角轮廓位置特性,确定倒角轮廓上的每个初始端点。
所述第二确定模块132,具体用于针对所述每个初始端点,分别确定该初始端点对应的纵向校正区域和法向校正区域,并分别将该纵向校正区域和该法向校正区域进行划分,得到各自划分区域内的各条划分线;
根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该纵向校正区域内的倒角边界线;
根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该法向校正区域内的倒角边界线。
所述第二确定模块132,具体用于针对所述每个初始端点,分别确定所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的纵向校正区域内的倒角边界线的第一交点,以及所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的法向校正区域内的倒角边界线的第二交点;将所述第一交点和所述第二交点构成的线段的中点作为该初始端点对应的目标端点。
所述装置还包括:
校准模块134,用于采用所述3D线激光相机对两种高度不同的标准被测物进行高度测量,根据测量高度差和力量高度差确定所述3D线激光相机的安装倾斜角度,将所述安装倾斜角度作为所述3D线激光相机外参并保存在所述3D线激光相机外中。
所述第二确定模块132,具体用于筛选出所述待处理图像中灰度值大于预设的第一灰度阈值的第三像素点;对每个第三像素点进行高斯列卷积处理,确定每列灰度值最大的第二像素点;其中,针对每列像素点,若该列中存在多个灰度值最大的第二像素点,则将所述多个灰度值最大的第二像素点的平均位置像素点作为该列的第二像素点。
所述第二确定模块132,还用于针对每个第二像素点,确定该第二像素点对应的邻域范围;判断所述邻域范围内包含的大于预设的第二灰度阈值的像素点的数量是否小于设定的数量阈值,如果是,确定该第二像素点为异常点并滤除。
所述第二确定模块132,还用于针对保留的每个第二像素点,根据该第二像素点的灰度值、坐标信息以及加权质心算法,确定该第二像素点对应的亚像素点,并采用所述亚像素点对该第二像素点进行更新。
所述第二确定模块132,具体用于对该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯列卷积处理,根据高斯列卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值;
对该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯斜卷积处理,根据高斯斜卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值;其中,高斯斜卷积的方向为拟合直线的法向量方向。
所述第三确定模块133,具体用于确定所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息;根据承载被测玻璃的运动平台的编码器ID值、编码器步长和所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息,确定倒角尺寸测量结果。
所述第三确定模块133,具体用于针对预先指定的被测玻璃的测量区域,分别确定该测量区域内每帧图像的倒角尺寸测量结果;根据每帧图像的倒角尺寸测量结果的平均值,确定该测量区域的倒角尺寸测量结果。
实施例7:
在上述各实施例的基础上,本发明实施例中还提供了一种电子设备,如图14所示,包括:处理器301、通信接口302、存储器303和通信总线304,其中,处理器301,通信接口302,存储器303通过通信总线304完成相互间的通信;
所述存储器303中存储有计算机程序,当所述程序被所述处理器301执行时,使得所述处理器301执行如下步骤:
获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种电子设备,由于上述电子设备解决问题的原理与倒角尺寸测量方法相似,因此上述电子设备的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的电子设备具体可以为桌面计算机、便携式计算机、智能手机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、网络侧设备等。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口302用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选地,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述处理器可以是通用处理器,包括中央处理器、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路、现场可编程门陈列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
实施例8:
在上述各实施例的基础上,本发明实施例还提供了一种计算机存储可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有可由电子设备执行的计算机程序,当所述程序在所述电子设备上运行时,使得所述电子设备执行时实现如下步骤:
获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质,由于处理器在执行上述计算机可读存储介质上存储的计算机程序时解决问题的原理与倒角尺寸测量方法相似,因此处理器在执行上述计算机可读存储介质存储的计算机程序的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
上述计算机可读存储介质可以是电子设备中的处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备,包括但不限于磁性存储器如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等、光学存储器如CD、DVD、BD、HVD等、以及半导体存储器如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD)等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种倒角尺寸测量方法,其特征在于,所述方法包括:
获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取3D线激光相机采集的待处理图像包括:
获取3D线激光相机采集的多帧图像,对所述多帧图像进行连续性融合或非连续性融合,得到所述待处理图像。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点包括:
确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点;在所述待处理图像的水平方向上遍历每列的第二像素点,根据所述每列的第二像素点的坐标信息和倒角轮廓位置特性,确定倒角轮廓上的每个初始端点。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,针对所述每个初始端点,确定该初始端点的倒角边界线的过程包括:
针对所述每个初始端点,分别确定该初始端点对应的纵向校正区域和法向校正区域,并分别将该纵向校正区域和该法向校正区域进行划分,得到各自划分区域内的各条划分线;
根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该纵向校正区域内的倒角边界线;
根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值,选取边界评分值最高的划分线作为该初始端点在该法向校正区域内的倒角边界线。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点包括:
针对所述每个初始端点,分别确定所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的纵向校正区域内的倒角边界线的第一交点,以及所述倒角轮廓的拟合直线与该初始端点的法向校正区域内的倒角边界线的第二交点;将所述第一交点和所述第二交点构成的线段的中点作为该初始端点对应的目标端点。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取3D线激光相机采集的待处理图像之前,所述方法还包括:
采用所述3D线激光相机对两种高度不同的标准被测物进行高度测量,根据测量高度差和力量高度差确定所述3D线激光相机的安装倾斜角度,将所述安装倾斜角度作为所述3D线激光相机外参并保存在所述3D线激光相机外中。
7.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点包括:
筛选出所述待处理图像中灰度值大于预设的第一灰度阈值的第三像素点;
对每个第三像素点进行高斯列卷积处理,确定每列灰度值最大的第二像素点;其中,针对每列像素点,若该列中存在多个灰度值最大的第二像素点,则将所述多个灰度值最大的第二像素点的平均位置像素点作为该列的第二像素点。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述确定所述待处理图像中每列灰度值最大的第二像素点之后,所述方法还包括:
针对每个第二像素点,确定该第二像素点对应的邻域范围;判断所述邻域范围内包含的大于预设的第二灰度阈值的像素点的数量是否小于设定的数量阈值,如果是,确定该第二像素点为异常点并滤除。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
针对保留的每个第二像素点,根据该第二像素点的灰度值、坐标信息以及加权质心算法,确定该第二像素点对应的亚像素点,并采用所述亚像素点对该第二像素点进行更新。
10.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值包括:
对该纵向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯列卷积处理,根据高斯列卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该纵向校正区域内的各条划分线的边界评分值;
所述根据该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值包括:
对该法向校正区域内的各条划分线上的第一像素点进行高斯斜卷积处理,根据高斯斜卷积处理后的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定该法向校正区域内的各条划分线的边界评分值;其中,高斯斜卷积的方向为拟合直线的法向量方向。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量包括:
确定所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息;
根据承载被测玻璃的运动平台的编码器ID值、编码器步长和所述各个目标端点在世界坐标系下的三维坐标信息,确定倒角尺寸测量结果。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
针对预先指定的被测玻璃的测量区域,分别确定该测量区域内每帧图像的倒角尺寸测量结果;根据每帧图像的倒角尺寸测量结果的平均值,确定该测量区域的倒角尺寸测量结果。
13.一种倒角尺寸测量装置,其特征在于,所述装置包括:
第一确定模块,用于获取3D线激光相机采集的待处理图像,确定所述待处理图像中倒角轮廓上的每个初始端点;
第二确定模块,用于针对所述每个初始端点,确定该初始端点对应的校正区域,并将该校正区域进行划分,得到该划分区域内的各条划分线;根据所述各条划分线上的第一像素点的平均灰度值和平均灰度梯度值,确定所述各条划分线的边界评分值,选取所述边界评分值最高的划分线作为该初始端点的倒角边界线;
第三确定模块,用于确定所述倒角轮廓的拟合直线,根据各个倒角边界线和所述倒角轮廓的拟合直线的交点,确定各个目标端点;根据所述各个目标端点进行倒角尺寸测量。
14.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现权利要求1-12任一项所述的方法步骤。
15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-12任一项所述的方法步骤。
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