一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法，涉及高尔夫球头生产技术领域。本发明专利技术包括机架，机架左侧中心处通过螺丝固定连接有保护外壳，保护外壳内部固定连接有3D相机，机架右侧内壁通过螺丝固定连接有固定板，固定板表面通过转轴转动连接有转盘，转盘远离固定板侧壁固定连接有固定平面，固定平面内部通孔插接有球杆，球杆一端固定连接有球头，本发明专利技术采用3D相机采集图像进行检测，单次拍摄即可检测出结果，增强了高尔夫球头检测的自动化水平，优化了检测速度，提高了检测精度。

A detection structure and method of golf head angle and base angle based on 3D image

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法
本专利技术涉及高尔夫球头生产
，具体为一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法。
技术介绍
高尔夫球杆是高尔夫球运动中的基本装备，由球头、杆身、握把组成。按球杆的不同用途，和球杆被设计成不同的杆头形状和杆身长度，这样高尔夫球杆大致可分为木杆、铁杆、挖起杆以及推杆。倾角(Loft)为球杆正常停放时，杆面中心线与地面铅垂线之间的角度；停止角(Lie)又称为底角，即球杆正常停放时，杆身中心线与地面所构成的角度，仰角太大会造成翘头，太小会造成低头。成品的高尔夫球头的倾角(LOFT角)和底角(LIE角)都有一定的规范值，倾角和底角误差如果太大会直接影响击球的力量和角度并导致击出的球出现较大偏差，而检测球头的倾角和底角是否能够达到规范值，是检测球头是否合格的关键；现有高尔夫球杆头的尺寸检测大部分是采用的是人工检测，依靠专门的检测卡尺对球头倾角和底角是否合格分别进行测量，但依靠人工检测的方法耗时耗力，影响生产效率，并且不同人测量时会有判读上的差异，也会因为人为失误而造成测量误差；为此，研发一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法代替人工检测是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构，包括机架，所述机架左侧中心处通过螺丝固定连接有保护外壳，所述保护外壳内部固定连接有3D相机，所述机架右侧内壁通过螺丝固定连接有固定板，所述固定板表面通过转轴转动连接有转盘，所述转盘远离固定板侧壁固定连接有固定平面，所述固定平面内部通孔插接有球杆，所述球杆一端固定连接有球头。本专利技术提出了一种检测方法，包括以下步骤：步骤一：获取所述图像中固定平面表面的若干基准点i，使用最小二乘法拟合出固定平面表面，得到固定平面的平面方程，并得到球杆的中心向量即固定平面的法向量，球杆与固定平面垂直；步骤二：对所述球头图像进行阈值分割处理，得到阈值分割后的图像；步骤三：将阈值分割后的图像进行形态学腐蚀处理，得到过滤后的球头图像；步骤四：将过滤后的球头图像进行sobel边缘滤波处理，得到滤波后的图像；步骤五：将滤波后的图像进行形态学膨胀腐蚀处理，得到球头(8)表面线槽的位置信息；步骤六：根据球头表面线槽的位置信息自动生成若干参照点，根据若干参照点使用最小二乘法拟合出球头的平面，得到球头表面的平面方程，并得到球头表面的法向量从若干参照点中取与线槽角度方向平行且距离最远的两个参照点得到球头表面X轴方向的向量步骤七：计算出与的向量积得到球头表面的Y轴方向的向量步骤八：计算出与方向上的投影向量步骤九：计算与两个向量之间的角度，得到底角角度θ1，若θ1角度大于90度则取180°-θ1；步骤十：计算与两个向量之间的角度，得到倾角角度θ2，若θ2角度大于90度则取180°-θ2。更进一步，所述基准点i数据集合为{(Xi,Yi)}(i＝1,2,3,···,m)，其中Xi为基准点i对应的X轴坐标值，Yi为基准点i对应的Y轴坐标值。更进一步，所述形态学膨胀与腐蚀作用于二值化图，所述膨胀求图像局部最大值，所述腐蚀求图像局部最小值。更进一步，所述sobel边缘滤波处理用于提取边缘。本专利技术具有以下有益效果：1、该基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法，采用3D相机采集图像进行检测，单次拍摄即可检测出结果，平均单个球头的检测时间小于1秒，与现有人工检测相比，3D相机可根据产品的不同型号调整检测方向，可同时覆盖多种型号的高尔夫球杆，大幅提高检测效率，有助于高尔夫球杆生产过程中的自动化改造。2、该基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构和方法，通过3D相机采集图像并进行算法优化，可以得到精确的采集图像，与人工检测相比，提高了图像识别的精确度，可避免人工检测过程中造成的人为误差。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本专利技术一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为高尔夫球头倾角和底角检测方法流程示意图；图4为获取图像的示意图；图5为本专利技术与高尔夫支架loft角示意图。图6为本专利技术检测待测角度示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：图中：1-机架，2-保护外壳，3-3D相机，4-镜头，5-固定板，6-转盘，7-固定平面，8-球头，9-线槽。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提出的一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构，包括机架1，机架1左侧中心处通过螺丝固定连接有保护外壳2，保护外壳2内部固定连接有3D相机3，如图2所示，机架1右侧内壁通过螺丝固定连接有固定板5，固定板5表面通过转轴转动连接有转盘6，转盘6远离固定板5侧壁固定连接有固定平面7，固定平面7内部通孔插接有球杆，球杆一端固定连接有球头8；可将球杆插入固定平面7中，利用3D相机3采集图像进行处理计算。如图3所示，一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测方法，包括以下步骤：步骤一：获取图像中固定平面7表面的若干基准点i，基准点i的数量为3-9个范围，基准点i的数量越多拟合出的平面越准确，使用最小二乘法拟合出固定平面7表面，得到固定平面7的平面方程，并得到球杆的中心向量步骤二：对球头8图像进行阈值分割处理，得到阈值分割后的图像，阈值分割便于后期对图像进行处理；步骤三：将阈值分割后的图像进行形态学腐蚀处理，过滤掉干扰项，得到过滤后的球头8图像；步骤四：将过滤后的球头8图像进行sobel边缘滤波处理，得到滤波后的图像；步骤五：将滤波后的图像进行形态学膨胀腐蚀处理，即图像的闭运算，得到球头8表面线槽9的位置信息；步骤六：根据球头8表面线槽9的位置信息自动生成若干参照点，根据若干参照点使用最小二乘法拟合出球头8的平面，得到球头8表面的平面方程，并得到球头8表面的法向量从若干参照点中取与线槽角度方向平行且距离最远的两个参照点得到球头8表面X轴方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)左侧中心处通过螺丝固定连接有保护外壳(2)，所述保护外壳(2)内部固定连接有3D相机(3)，所述机架(1)右侧内壁通过螺丝固定连接有固定板(5)，所述固定板(5)表面通过转轴转动连接有转盘(6)，所述转盘(6)远离固定板(5)侧壁固定连接有固定平面(7)，所述固定平面(7)内部通孔插接有球杆，所述球杆一端固定连接有球头(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于3D图像的高尔夫球头倾角和底角检测结构，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)左侧中心处通过螺丝固定连接有保护外壳(2)，所述保护外壳(2)内部固定连接有3D相机(3)，所述机架(1)右侧内壁通过螺丝固定连接有固定板(5)，所述固定板(5)表面通过转轴转动连接有转盘(6)，所述转盘(6)远离固定板(5)侧壁固定连接有固定平面(7)，所述固定平面(7)内部通孔插接有球杆，所述球杆一端固定连接有球头(8)。


2.一种如权利要求1所述的检测结构的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：获取所述图像中固定平面(7)表面的若干基准点i，使用最小二乘法拟合出固定平面(7)表面，得到固定平面(7)的平面方程，并得到球杆的中心向量
步骤二：对所述球头(8)图像进行阈值分割处理，得到阈值分割后的图像；
步骤三：将阈值分割后的图像进行形态学腐蚀处理，得到过滤后的球头(8)图像；
步骤四：将过滤后的球头(8)图像进行sobel边缘滤波处理，得到滤波后的图像；
步骤五：将滤波后的图像进行形态学膨胀腐蚀处理，得到球头(8)表面线槽(9)的位置信息；
步骤六：根据球头(8)表面线槽(9)的位置信息自动生成若干参照点，根据若干参照点使用最小二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凌霄，李鹏飞，殷晓平，
申请(专利权)人：苏州晓创光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32