基于图像处理的工件毛刺检测方法.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CN109166098A(43)申请公布日2019.01.08(21)申请号201810793974.8(22)申请日2018.07.18(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人陈晓荣奚传立石高辉刘亚茹卫晓翔张凯凯(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根徐颖(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T7/12(2017.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/136(2017.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称基于图像处理的工件毛刺检测方法(57)摘要本发明涉及一种基于图像处理的工件毛刺检测方法，采用LED发光半导体作为光源垂直照射在工件表面，利用CCD相机作为图像探测设备对工件边缘进行连续拍摄，最后用计算机采集相机拍摄的图像，然后对采集到的图像进行滤波、分割处理后，检测图像的边缘，并且对边缘进行融合后进行区域生长法处理，当生长的灰度值达到设定标准后就不需要扩展，表示边缘形成；之后再通过确定主轴来去除伪毛刺，并最后提取出毛刺边缘。通过最小外接矩形获取参考线。对比轮廓的长度，轮廓与参考线的角度差、平均距离、方差等位置关系，判别边缘线是否为毛刺。方法的复杂度不高；测量速度快；检测精确度高，对实验环境的要求不高，测量系统相对简单。CN109166098ACN109166098A权利要求书1/3页1.一种基于图像处理的工件毛刺检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：采用LED发光半导体作为光源垂直照射在工件表面，利用CCD相机作为图像探测设备对工件边缘进行连续拍摄，最后用计算机采集相机拍摄的图像，然后对采集到的图像进行滤波、分割处理后，检测图像的边缘，并且对边缘进行融合后进行区域生长法处理，当生长的灰度值达到设定标准后就不需要扩展，表示边缘形成，生成了封闭的毛刺边缘；之后再通过确定主轴来去除伪毛刺，并最后提取出毛刺边缘。2.根据权利要求1所述基于图像处理的工件毛刺检测方法，其特征在于，所述采集到的图像进行图像分割之后，在检测图像的边缘之前，通过顶帽变换来进行图像增强，WTH为白顶帽，BTH为黑顶帽，数学定义为：BTH(i，j)＝f·B(i，j)-f(i，j)(3)fEN＝f+fWTH-fBTH(4)其中，(i，j)为像素点，符号表示开运算，符号·表示闭运算，B为结构元，f为图像分割后的原始图像，fEN为增强后的图像，fWTH表示提取的亮灰度区域，fBTH表示提取的暗灰度区域。3.根据权利要求2所述基于图像处理的工件毛刺检测方法，其特征在于，所述生成封闭的毛刺边缘具体步骤如下：1)在顶帽变换之后对图像进行边缘检测，边缘检测采用Canny算子，将高斯函数的一阶导数作为Canny算子的边缘检测器，二维高斯函数为其中，σ为高斯函数的分布参数，σ的大小可控制图像的平滑度；最优阶跃边缘检测算子是以卷积为基础的，边缘强度为而边缘方向为根据高斯函数的可分性，将的两个滤波卷积模板分解为两个一维的行列滤波器：其中2CN109166098A权利要求书2/3页h1(i)＝ih2(i)，h1(j)＝ih2(j)，k为常数；然后把这两个模板分别与f(i，j)进行卷积，得到其中，A(i，j)表示了边缘强度，a(i，j)为垂直于边缘的方向；2)由于Canny算子不能在灰度缓慢变化的区域检测出边缘，所以Canny算子提取的曲线不是闭合的，为了在灰度缓慢变化的区域形成边缘，采用等高线方法，将灰度比作地理上的海拔，以此产生封闭边缘；将Canny算子检测出来的边缘作为基础边缘，在基础边缘的端点的5*5的范围内，计算灰度等高线值：其中，di为等高线灰度值，nij为模板对应的系数，I(i，j)为毛刺区域图像对应像素点的灰度值；3)得到通过基础边缘获取的灰度等高线后，根据灰度等高线将基础边缘进行融合：一条灰度等高线，起始于一条边缘的一端，终止于另一条边缘线的一端或图像的边缘；在区域扩展时，如果遇到基础边缘，则停止区域扩展；当一个区域和其他区域相交时，这两个区域就融合成了一个区域，停止扩展；当区域扩展的灰度值达到了灰度等高线值的时候，意味着边缘已经形成了。4.根据权利要求3所述基于图像处理的工件毛刺检测方法，其特征在于，所述伪毛刺去除：在得到封闭的毛刺边缘后，根据寻找主轴法得到毛刺边缘的最小外接矩形，取外接矩形一条长边作为参考线，再通过分裂多边形拟合算法方法获得工件的轮廓并将拟合多边形的端点作为目标轮廓的分割点，即可得到对目标轮廓的分割曲线，再去除工件边缘伪毛刺之后得到毛刺。5.根据权利要求4所述基于图像处理的工件毛刺检测方法，其特征在于，所述通过分裂多边形拟合算法方法获得工件的轮廓并将拟合