用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法及管片拼装系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115908289A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211388435.9(22)申请日2022.11.08(71)申请人中交天和机械设备制造有限公司地址215500江苏省苏州市常熟市高新技术产业园义虞路123号(72)发明人吴志洋杨甜甜付凯凯郭素阳徐胜王龙驹(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103专利代理师吴芳(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06V10/25(2022.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/12(2017.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法及管片拼装系统(57)摘要本发明公开了一种用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法及管片拼装系统，方法包括：采集盾构管片表面包含待测目标的图像计算图像的行投影曲线和列投影曲线；分别对行投影曲线和列投影曲线作预处理，并确定各自的极小值点；根据行投影曲线的极小值点和列投影曲线的极小值点，在图像中确定感兴趣区域；对感兴趣区域以外的外部区域的像素值作区分化设置，使外部区域与感兴趣区域产生分界线；对图像进行算法处理，以确定感兴趣区域内的轮廓，并对其拟合轮廓线；确定拟合到的轮廓线围成的区域的中心，以作为待测目标在图像中的所在位置。本发明基于灰度投影曲线的视觉检测方法将待测目标限制在感兴趣区域内，提高检测精度和识别效率。CN115908289ACN115908289A权利要求书1/2页1.一种用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，包括：采集盾构管片表面包含待测目标的图像，所述图像的尺寸为M*N；分别利用以下公式计算所述图像的行投影曲线和列投影曲线：其中，C(i,j)为图像中(i,j)坐标点处的灰度值，Prow(i)为图像中第i行的灰度投影值，Pcol(j)为图像中第j列的灰度投影值；分别对所述行投影曲线和列投影曲线作预处理，并确定各自的极小值点；根据所述行投影曲线的极小值点和列投影曲线的极小值点，在所述图像中确定感兴趣区域；对所述感兴趣区域以外的外部区域的像素值作区分化设置，使所述外部区域与所述感兴趣区域产生分界线；对所述图像进行算法处理，以确定所述感兴趣区域内的轮廓，并对其拟合轮廓线；确定拟合到的轮廓线围成的区域的中心，以作为所述待测目标在所述图像中的所在位置。2.根据权利要求1所述的用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，通过以下方式在所述图像中确定感兴趣区域：根据极小值点对应的行和列的数值，确定其对应的坐标点为感兴趣中心点；以所述感兴趣中心点或与其相邻n个像素的像素点为扩展中心点，向外扩展得到所述感兴趣区域，其中，n为小于2％*min(M,N)的整数。3.根据权利要求2所述的用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，还包括预先对所述待测目标在图像中的所占区域大小进行测量，包括：以不同的拍摄角度对盾构管片进行图像采集，得到多张测试图像；采用人工或图像处理的方式确定各个测试图像中待测目标的外接矩形，得到各个外接矩形的长边边长的最大值；根据所述外接矩形的长边边长的最大值扩展得到所述感兴趣区域，使所述感兴趣区域能够覆盖以所述长边边长的最大值为边长值的方形的区域。4.根据权利要求3所述的用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，记各个外接矩形中最长的长边所占的行数或列数为T，自所述扩展中心点分别向左、右方向各扩展T列，并向上、下方向各扩展T行，得到所述感兴趣区域；或者，以所述扩展中心点为圆心，以T行对应长度为半径作圆，得到所述感兴趣区域。5.根据权利要求3所述的用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，记各个外接矩形中最长的长边所占的行数或列数为T，自所述扩展中心点分别向左、右方向各扩展T/2列，并向上、下方向各扩展T/2行，得到所述感兴趣区域；若确定所述感兴趣区域内的轮廓形状与存储在数据库中各类待测目标的形状不匹配，则进行二次扩展，所述二次扩展的幅度大于前一次的扩展幅度。6.根据权利要求1所述的用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，所述分别对所述行投影曲线和列投影曲线作预处理，并确定各自的极小值点包括以下步骤：利用滑动平均法分别对行投影曲线和列投影曲线进行平滑处理，并分别计算平滑处理2CN115908289A权利要求书2/2页后的曲线的一阶导数，以确定两个曲线各自的极小值点。7.根据权利要求1所述的用于盾构管片拼装质量的视觉检测方法，其特征在于，采用高斯滤波器对所述图像进行滤波，再利用canny边缘检测算法确定所述轮廓；对所述轮廓拟合轮廓线的方式为：若所述待测目标为非异形件，则对所述轮廓进行最小外接矩形拟合，将所述外接矩形的中心作为当前状态下待测目标