基于轮廓恢复的椭圆检测方法、计算设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于轮廓恢复的椭圆检测方法、计算设备及存储介质，方法包括：从工件的内孔图像上获取第一内孔轮廓点集合；确定第一内孔轮廓点集合对应的覆盖角度范围及覆盖角度值；判断覆盖角度值是否大于第二覆盖角度阈值；如果否，则对第一内孔轮廓点集进行椭圆检测，得到第一椭圆参数；根据第一椭圆参数构建圆环；利用最大熵阈值分割方法，从内孔图像上提取第二内孔轮廓；基于圆环截取第二内孔轮廓，得到待恢复轮廓区域；从待恢复轮廓区域获取多个轮廓点，并与第一内孔轮廓点集合进行合并，得到新的内孔轮廓点集合，并对其进行椭圆检测，得到新的椭圆参数，作为最终椭圆参数。本发明专利技术能实现对内孔轮廓进行恢复，提高了椭圆检测精度。测精度。测精度。

【技术实现步骤摘要】
基于轮廓恢复的椭圆检测方法、计算设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及缺陷检测
，尤其涉及一种基于轮廓恢复的椭圆检测方法、计算设备及存储介质。

技术介绍

[0002]圆柱形轴孔类零件广泛应用于各行各业的装备中，如航天领域的对接环、汽车发动机中的喷油嘴、齿轮轴、起连接作用的法兰、联轴器等。轴孔类零件通常结构复杂，加工工艺复杂，对形位公差、表面粗糙度、表面质量要求较高，主要用于装配和对接场合。轴孔类零件常见的表面缺陷包括：工件端面的磕碰，内、外圆柱面上的振纹、划伤，螺纹面上的螺纹烂牙等。这类零件的表面缺陷不仅影响零件自身的使用性能和寿命，还会影响零件装配或对接的精度，进而会降低设备的稳定性和可靠性。基于此，对轴孔类零件内外表面进行表面缺陷检测，对保障零件使用过程中的性能、降低设备运行过程中意外发生的概率、保障设备的安全可靠运行，具有极为重要的意义。
[0003]随着智能制造时代的到来，越来越多的复杂轴孔类零件采用视觉检测的方式，通过研发专用视觉检测设备来对其进行缺陷检测。由于轴孔类零件的内外结构较为复杂，检测项目多，尤其对于细长轴孔类零件，需要针对多工位进行视觉检测，常见的测量方式包括两种：第一种为成像装置固定，机械臂夹持工件移动；第二种为工件位置固定，机械臂带动成像装置移动。两种方式均可能导致相机镜头与工件之间的相对位姿变动，故而，需要进行必要的位姿检测和位姿矫正。位姿检测对于提高复杂轴孔类零件多工位视觉表面缺陷的检测效率，防止装配或检测过程中的碰伤、提高生产效率，具有极为重要的理论意义和工程价值。<br/>[0004]针对复杂圆柱形轴孔类零件，需开发视觉检测设备来对该轴孔类零件的内、外表面的缺陷进行自动化检测。该轴孔类零件形状细长，结构复杂，外表面主要由不同直径圆柱面和外螺纹面构成，内表面主要由阶梯孔、台阶面以及内螺纹构成。由于缺陷可能分布在零件的内外表面，故而，需针对该轴孔类零件进行多工位检测，并采用成像装置固定、机械臂夹持工件移动的测量方式。因机械臂每次夹持零件的位姿并非一致，且工业现场长时间的振动造成的成像装置中紧固件松动等情况，都会导致工件成像时的位姿偏离理想的成像位姿。而成像位姿的偏离可能会导致图像中无法覆盖工件表面的完整缺陷信息，还有可能发生成像装置与工件的碰撞，导致成像装置损坏和工件划伤的问题。
[0005]可见，在对轴孔类零件进行缺陷检测过程中，进行位姿检测与矫正极为必要，是视觉检测设备开发的关键技术之一。针对圆轴孔类零件进行内外表面缺陷检测过程中，实际成像位姿与理想成像位姿存在偏差的问题，如何基于内窥成像检测该圆轴孔类零件与相机之间的位姿，对于轴孔类零件的安全生产、可靠位姿检测均具有重要的工程意义。
[0006]需要说明的是，对于轴孔类零件，一般是通过机械臂夹持工件，进而通过控制机械臂带动工件到指定成像位置进行成像。轴孔类零件的内窥图像并不具有明显的点线特征，只具有圆形特征，因此，需要采用基于圆特征的位姿检测方法。
[0007]当相机的光轴与工件端面不垂直时，空间圆投影到成像平面时将会变成椭圆，为了检测出目标空间圆的位姿，先要识别出投影在成像上的椭圆，因此，基于圆特征的位姿检测关键技术之一在于椭圆的检测。根据现有的椭圆检测方案，在进行图像分割处理时，会出现内孔边缘轮廓附近高灰度值的背景区域被误判为目标区域的问题，另外，由于相机与工件的相对位姿偏差较大，会导致部分内孔轮廓不明显，导致在图像分割处理过程中会丢失部分内孔边缘信息，进而导致椭圆检测精度较低的问题。
[0008]为此，需要一种椭圆检测方法，以解决上述技术方案中存在的问题。

技术实现思路

[0009]为此，本专利技术提供一种基于轮廓恢复的椭圆检测方法，以解决或至少缓解上面存在的问题。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供一种基于轮廓恢复的椭圆检测方法，在计算设备中执行以对工件内孔轮廓进行椭圆检测，所述方法包括：从工件的内孔图像上获取第一内孔轮廓点集合；确定所述第一内孔轮廓点集合对应的覆盖角度范围及覆盖角度值；判断所述覆盖角度值是否大于第二覆盖角度阈值；如果小于或等于第二覆盖角度阈值，则对所述第一内孔轮廓点集进行椭圆检测，得到第一椭圆参数；根据所述第一椭圆参数构建圆环；利用最大熵阈值分割方法，从所述工件的内孔图像上提取第二内孔轮廓；基于所述圆环，截取所述第二内孔轮廓，得到待恢复轮廓区域；从所述待恢复轮廓区域获取内孔的多个轮廓点，并与所述第一内孔轮廓点集合进行合并，得到新的内孔轮廓点集合；对所述新的内孔轮廓点集合进行椭圆检测，得到新的椭圆参数，并将该新的椭圆参数作为最终椭圆参数。
[0011]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，还包括：如果所述覆盖角度值大于第二覆盖角度阈值，则对所述第一内孔轮廓点集合进行椭圆检测，得到第一椭圆参数，并将该第一椭圆参数作为最终椭圆参数。
[0012]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，对内孔轮廓点集合进行椭圆检测，包括：从所述内孔轮廓点集合中随机获取预定数量个轮廓点，所述预定数量大于3；判断所述预定数量个轮廓点中的任意两个轮廓点之间的距离是否大于第一距离阈值；如果大于第一距离阈值，则基于所述预定数量个轮廓点，拟合形成初始椭圆；从所述内孔轮廓点集合中随机获取下一个轮廓点，并判断所述下一个轮廓点到所述初始椭圆的距离是否小于第二距离阈值；如果小于第二距离阈值，则确定所述内孔轮廓点集合中到所述初始椭圆的距离小于第二距离阈值的所有目标轮廓点的目标覆盖角度值；判断所述目标覆盖角度值是否大于第一覆盖角度阈值，如果大于第一覆盖角度阈值，则根据所述初始椭圆得到椭圆参数。
[0013]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，根据所述第一椭圆参数构建圆环，包括：所述第一椭圆参数包括椭圆的中心点、长半轴、短半轴、倾斜角；以所述中心点为圆心、以所述长半轴为外环半径、以所述短半轴为内环半径，构建圆环。
[0014]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，从所述内孔轮廓点集合中随机获取下一个轮廓点，包括：判断所述初始椭圆的长短轴尺寸及长短轴比例是否满足预定条件；如果满足预定条件，则从所述内孔轮廓点集合中随机获取下一个轮廓点。
[0015]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，从工件的内孔图像上
获取内孔轮廓点集合，包括：利用最大类间方差阈值分割方法，对所述内孔图像进行分割处理，得到高灰度值区域；对所述高灰度值区域的灰度值进行大小排序，并获取灰度值中值；根据所述灰度值中值，对所述高灰度值区域进行分割处理，以提取第一内孔轮廓；从所述第一内孔轮廓中提取多个轮廓点，得到第一内孔轮廓点集合。
[0016]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，从工件的内孔图像上获取第一内孔轮廓点集合，包括：利用径向搜索方法，从工件的内孔图像上获取第一内孔轮廓点集合。
[0017]可选地，在根据本专利技术的基于轮廓恢复的椭圆检测方法中，还包括：记录第一内孔轮廓点集合中的每个轮廓点对应的角度信息，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轮廓恢复的椭圆检测方法，在计算设备中执行以对工件内孔轮廓进行椭圆检测，所述方法包括：从工件的内孔图像上获取第一内孔轮廓点集合；确定所述第一内孔轮廓点集合对应的覆盖角度范围及覆盖角度值；判断所述覆盖角度值是否大于第二覆盖角度阈值；如果小于或等于第二覆盖角度阈值，则对所述第一内孔轮廓点集进行椭圆检测，得到第一椭圆参数；根据所述第一椭圆参数构建圆环；利用最大熵阈值分割方法，从所述工件的内孔图像上提取第二内孔轮廓；基于所述圆环，截取所述第二内孔轮廓，得到待恢复轮廓区域；从所述待恢复轮廓区域获取内孔的多个轮廓点，并与所述第一内孔轮廓点集合进行合并，得到新的内孔轮廓点集合；对所述新的内孔轮廓点集合进行椭圆检测，得到新的椭圆参数，并将该新的椭圆参数作为最终椭圆参数。2.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：如果所述覆盖角度值大于第二覆盖角度阈值，则对所述第一内孔轮廓点集合进行椭圆检测，得到第一椭圆参数，并将该第一椭圆参数作为最终椭圆参数。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，对内孔轮廓点集合进行椭圆检测，包括：从所述内孔轮廓点集合中随机获取预定数量个轮廓点，所述预定数量大于3；判断所述预定数量个轮廓点中的任意两个轮廓点之间的距离是否大于第一距离阈值；如果大于第一距离阈值，则基于所述预定数量个轮廓点，拟合形成初始椭圆；从所述内孔轮廓点集合中随机获取下一个轮廓点，并判断所述下一个轮廓点到所述初始椭圆的距离是否小于第二距离阈值；如果小于第二距离阈值，则确定所述内孔轮廓点集合中到所述初始椭圆的距离小于第二距离阈值的所有目标轮廓点的目标覆盖角度值；判断所述目标覆盖角度值是否大于第一覆盖角度阈值，如果大于第一覆盖角度阈值，则根据所述初始椭圆得到椭圆参数。4.如权利要求3所述的方法，其中，根据所述第一椭圆参数构建圆环，包括：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坚，王华建，张杰，索鑫宇，周飞滔，金超群，
申请(专利权)人：无锡市锡山区半导体先进制造创新中心，
类型：发明
国别省市：