一种自动特征形貌识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111524126A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010353134.7G01B11/24(2006.01)(22)申请日2020.04.29(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人林思建徐帆颖许斌辛若铭马江龙(74)专利代理机构成都虹盛汇泉专利代理有限公司51268代理人钟玉巧(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/62(2017.01)G06T7/80(2017.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种自动特征形貌识别方法(57)摘要本发明公开了一种自动特征形貌识别方法，其包括以下步骤：S1、使用同轴光源同照射贴合材料和被贴合材料表面并进行成像；S2、在得到的图像中选取过渡区；S3、识别过渡区亚像素级别的材料整体特征轮廓并划分对比区域；S4、扫描得到贴合材料和被贴合材料图像的外侧边缘点，对该边缘点进行圆拟合；S5、拟合对比区域边框上的直线方程；S6、通过直线方程和圆方程对特征形貌进行确定和识别；该方法能够解决人工贴合时特征形貌识别效率低、精度差的问题，实现贴合过程中空间位姿精密对准，判断过程更加快捷，判断更加准确。CN111524126ACN111524126A权利要求书1/2页1.一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将贴合材料处和被贴合材料处分别安装好工业相机，使用同轴光源同照射贴合材料和被贴合材料表面，在同轴光源下进行成像；S2、在S1得到光学成像的图像中选取过渡区，对贴合材料表面和被贴合材料表面进行特征形貌识别；S3、识别过渡区亚像素级别的材料整体特征轮廓，并划分对比区域；S4、扫描得到贴合材料和被贴合材料图像的外侧边缘点，对该边缘点进行圆拟合，求出拟合半径和拟合圆心；S5、拟合对比区域边框上的直线方程，框中心点的坐标和方程；S6、通过直线方程和圆方程对特征形貌进行确定和识别。2.根据权利要求1所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S4和S5中，坐标和长度通过单像素尺度进行标定，通过单像素尺度来标定过渡区和对比区域的像素点。3.根据权利要求2所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述单像素尺度标定的方法为：在现有的同轴光源下拍摄实际尺寸已知的标准件，对标准件在图像中的像素进行计数，并测量图像中单像素的尺度μ。4.根据权利要求3所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，通过单像素尺度u结合过渡区计算图像的圆心距对比区域边框的像素距离d1；通过距离d1设置d2值，使得图像上加工参数及标定得到的像素尺度，在参数符合对比区域范围依据基础上，保证利用该参数能够得到尽量多符合d2值的边缘点，这部分点位于对比区域的边框上，从而确定边缘点的直线方程。5.根据权利要求3所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S4和S5中，通过以下公式计算得到单像素的尺度u：其中，L为标准件的实际尺寸，N为标准件在图像中所占像素个数N。6.根据权利要求4所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过以下公式计算得到距离d1：其中D1为贴合材料的圆心到对比区域边框的距离，u为单像素的尺度。7.根据权利要求3所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S4中，拟合的圆方程采用以下形式：(x-a)2+(y-b)2＝R2其中，(a，b)为拟合出的圆心坐标，R为拟合出的圆半径。8.根据权利要求7所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S4中通过求解拟合点集到拟合圆心的距离和拟合半径的差值平方和的最小值来找到圆心坐标，其中拟合点到拟合圆心的距离为d，将求解(d-R)2最小的问题转变为求解d2-R2最小的问题，将问题简化。2CN111524126A权利要求书2/2页9.根据权利要求3所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S5中，拟合的直线方程采用截距式表示：y＝kx+b其中，k为直线的斜率，b为坐标轴的截距。10.根据权利要求9所述的一种自动特征形貌识别方法，其特征在于，所述步骤S5中的直线方程，通过拟合点到拟合直线的距离最小来求解，即是每个拟合点到直线的距离的平方和Q最小：其中，k为直线的斜率，b为坐标轴的截距；通过求偏导建立方程组，从而确定k和b。3CN111524126A说明书1/6页一种自动特征形貌识别方法技术领域[0001]本发明涉及精密对位贴合技术领域，具体而言，涉及自动精密对位贴合机械系统的一种自动特征形貌识别方法。背景技术[0002]对位贴合技术广泛应用于工业流程中，尤其在半导体、电子技术、集成电路、腐蚀工业等领域