一种螺钉孔径测量方法和装置与流程

1.本技术涉及图像检测技术领域，尤其涉及一种螺钉孔径测量方法及装置。


背景技术：

2.螺钉孔是螺钉通过孔，在工件上用来安装螺钉，螺钉孔内壁具有螺纹，与旋转进入的螺钉进行螺纹配合，螺钉是一端有头、另一端有螺纹的金属圆杆，直接旋入工件上的螺钉孔中，连接或固定的作用，而螺钉孔在生产过程中导致螺钉孔的孔径大小存在偏差。
3.传统测量方式是使用螺纹塞规测量螺钉孔内螺纹尺寸的工具，测量人员将对应规格的螺纹塞规与被测的螺钉孔对正后，转动螺纹塞规，使其在自由状态下旋转进螺钉孔，直到没有可动空间为止，通过螺纹塞规判断螺钉孔的孔径是否合格。
4.然而，传统方法导致测量精度低，且受测量人员操作力度的影响。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种螺钉孔径测量方法及装置，以解决螺钉孔的孔径测量精度低的技术问题。
6.为了达到上述目的，本技术实施例采用以下技术方案：
7.第一方面，提供一种螺钉孔径测量方法，所述方法包括：
8.获取螺钉孔的待测孔径图像；
9.在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；
10.在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；
11.对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；
12.将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；
13.确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点；
14.对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸。
15.在一种可能的实现方式中，所述待测孔径图像的获取，包括：
16.通过几何定位模板确定图像中的定位核，所述定位核为螺钉孔边缘；
17.通过掩膜去除图像中所述定位核外的区域，得到待测孔径图像。
18.在一种可能的实现方式中，在对每个边缘区域进行点对匹配之前，所述方法还包括：
19.对所述待测孔径图像中的所有的螺纹区域进行blob分析，若螺纹区域小于预设面
积，则去掉对应的螺纹区域。
20.在一种可能的实现方式中，对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对的步骤中，包括：
21.对每个边缘区域，获取距离螺钉孔中心最近的第一极性边缘点，且过滤所述第一极性边缘点与螺钉孔中心连线上的第二极性边缘点；
22.沿螺钉孔半径且同一个螺纹区域上，若存在第二极性边缘点时，确定匹配极性边缘点对，否则，过滤对应的第一极性边缘点。
23.在一种可能的实现方式中，所述满足理想匹配条件，包括：
24.每对匹配极性边缘点对中的极性边缘点之间距离大于等于预设距离阈值，以及，
25.若边缘区域中只有一对匹配极性边缘点对，则对应的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；
26.若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且在同一螺纹区域上，距离螺钉孔中心远的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；
27.若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且不在同一螺纹区域上，极性边缘点之间距离大的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件。
28.在一种可能的实现方式中，每对匹配极性边缘点对包括一个第一极性边缘点和一个第二极性边缘点。
29.在一种可能的实现方式中，所述搜索起始点的确定，包括：
30.所述搜索起始点与所述定位核的距离大于第一预设阈值，以及，与前一个点的距离大于第二预设阈值，与后一个点的距离差小于第三预设阈值；
31.其中，所述前一个点为所述搜索起始点沿预设方向之前的点，所述后一个点为所述搜索起始点沿预设方向之后的点。
32.由以上技术，本技术提供一种螺钉孔径测量方法，包括获取螺钉孔的待测孔径图像；在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点；对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸。本技术通过对螺钉孔成像测量的方法，提高螺钉孔径的测量精度，提升的孔径测量的效率。
33.第二方面，提供一种螺钉孔径测量装置，所述装置包括：
34.图像获取单元，被配置为获取螺钉孔的待测孔径图像；
35.图像处理单元，被配置为：
36.在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；
37.在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第
二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；
38.对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；
39.将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；
40.确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点；
41.对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸。
42.在一种可能的实现方式中，所述图像处理单元还包括匹配极性边缘点对子单元，所述匹配极性边缘点对子单元被配置为：
43.对每个边缘区域，获取距离螺钉孔中心最近的第一极性边缘点，且过滤所述第一极性边缘点与螺钉孔中心连线上的第二极性边缘点；
44.沿螺钉孔半径且同一个螺纹区域上，若存在第二极性边缘点时，确定匹配极性边缘点对，否则，过滤对应的第一极性边缘点。
45.在一种可能的实现方式中，所述图像处理单元还包括理想匹配极性边缘点对子单元，所述理想匹配极性边缘点对子单元被配置为：
46.每对匹配极性边缘点对中的极性边缘点之间距离大于等于预设距离阈值，以及，
47.若边缘区域中只有一对匹配极性边缘点对，则对应的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；
48.若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且在同一螺纹区域上，距离螺钉孔中心远的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；
49.若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且不在同一螺纹区域上，极性边缘点之间距离大的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件。
50.由以上技术，本技术提供一种螺钉孔径测量装置，所述装置包括图像获取单元，被配置为获取螺钉孔的待测孔径图像；图像处理单元，被配置为在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点；对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸；本技术通过对螺钉孔成像测量的方法，提高螺钉孔径的测量精度，提升的孔径测量的效率。
附图说明
51.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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
申请的一些实施例，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。
52.图1为本技术实施例一种螺钉孔径测量方法的流程图；
53.图2为本技术实施例中通过定位核确定待测孔径图像的示意图；
54.图3为本技术实施例中的卡尺工具摆放示意图；
55.图4为本技术实施例中确定极性边缘点的示意图；
56.图5a
‑
5b为本技术实施例中确定理想匹配极性边缘点对的示意图；
57.图6为本技术实施例中搜索起始点的示意图。
具体实施方式
58.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
59.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
60.下面结合附图对本技术做进一步详细描述：
61.本技术实施例提供一种螺钉孔径测量方法，参照图1所示，所述方法包括如下步骤：
62.s101、获取螺钉孔的待测孔径图像。
63.如图2所示，通过几何定位模板确定图像中的定位核，所述定位核为螺钉孔边缘，即箭头所示的轮廓；通过掩膜去除图像中所述定位核外的区域，得到待测孔径图像。
64.s102、在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域。
65.如图3所示，卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向摆放设置的；其中的预设方向从图3中箭头位置开始，沿圆周顺时针方向；每个卡尺工具对应一个边缘区域。
66.在一种实施例中，预设方向可以是从圆周上任意一点开始的顺时针方向，也可以是从从圆周上任意一点开始的逆时针方向。
67.s103、在每个边缘区域内，确定极性边缘点。
68.在每个边缘区域内，沿着从圆心向圆周的方向确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗。如图4所示，其中第一极性边缘点为深灰色十字叉，第二极性边缘点为浅灰色十字叉。
69.s104、对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对。
70.在步骤s104在对每个边缘区域进行点对匹配之前，方法还包括：对所述待测孔径图像中的所有的螺纹区域进行blob分析(连通域分析)，对于图4所示的螺钉孔内的白色区域进行blob分析，得到多个独立且连通的螺纹区域，若螺纹区域小于预设面积，则去掉对应的螺纹区域，得到需要进一步分析的目标螺纹区域。
71.在每个边缘区域中的目标螺纹区域，确定匹配极性边缘点对，匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点。
72.在一种实施例中，若边缘区域中存在多个目标螺纹区域，其得到的匹配极性边缘点对可以是多个也可以是一个。
73.s105、将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对。
74.对每个边缘区域，获取距离螺钉孔中心最近的第一极性边缘点，且过滤所述第一极性边缘点与螺钉孔中心连线上的第二极性边缘点；沿螺钉孔半径且同一个螺纹区域上，若存在第二极性边缘点时，确定匹配极性边缘点对，否则，过滤对应的第一极性边缘点。匹配极性边缘点对通过理想匹配条件，得到确定为理想匹配极性边缘点对。
75.在一种实施例中，如图5a和5b，其中图5a所示为匹配极性边缘点对，图5b所示为图5a对应的理想匹配极性边缘点对。
76.其中，理想匹配条件可以是每对匹配极性边缘点对中的极性边缘点之间距离大于等于预设距离阈值，以及，
77.若边缘区域中只有一对匹配极性边缘点对，则对应的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且在同一螺纹区域上，距离螺钉孔中心远的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且不在同一螺纹区域上，极性边缘点之间距离大的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件。
78.理想匹配条件可以是匹配极性边缘点对的距离不低于预设距离阈值，例如，预设距离阈值为3个像素时，可以过滤掉过质量不好的点对；当边缘区域中只有一对匹配极性边缘点对，直接保存为理想匹配极性边缘点对；当边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且在同一螺纹区域内，选距离螺钉孔中心远的匹配极性边缘点对为理想匹配极性边缘点对；当边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且不在同一螺纹区域内，选匹配极性边缘点对的距离大的为理想匹配极性边缘点对。
79.s106、确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点。
80.所述搜索起始点与所述定位核的距离大于第一预设阈值，以及，与前一个点的距离大于第二预设阈值，与后一个点的距离差小于第三预设阈值；其中，所述前一个点为所述搜索起始点沿预设方向之前的点，所述后一个点为所述搜索起始点沿预设方向之后的点。
81.在一种实施例中，第一预设阈值为15个像素，第二预设阈值为10个像素，第三预设阈值为5个像素，如图6所示，圆圈所示的第一极性边缘点即为搜索起始点。
82.s107、对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸。
83.由以上技术，本技术提供一种螺钉孔径测量方法，包括获取螺钉孔的待测孔径图像；在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉
孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点；对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸。本技术通过对螺钉孔成像测量的方法，提高螺钉孔径的测量精度，提升的孔径测量的效率。
84.本技术还提供一种螺钉孔径测量装置，所述装置包括图像获取单元和图像处理单元。
85.图像获取单元被配置为获取螺钉孔的待测孔径图像。
86.图像处理单元，被配置为在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，所述搜索起始点为第一极性边缘点；对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸。
87.所述图像处理单元还包括匹配极性边缘点对子单元，所述匹配极性边缘点对子单元被配置为：对每个边缘区域，获取距离螺钉孔中心最近的第一极性边缘点，且过滤所述第一极性边缘点与螺钉孔中心连线上的第二极性边缘点；沿螺钉孔半径且同一个螺纹区域上，若存在第二极性边缘点时，确定匹配极性边缘点对，否则，过滤对应的第一极性边缘点。
88.所述图像处理单元还包括理想匹配极性边缘点对子单元，所述理想匹配极性边缘点对子单元被配置为：每对匹配极性边缘点对中的极性边缘点之间距离大于等于预设距离阈值，以及，若边缘区域中只有一对匹配极性边缘点对，则对应的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且在同一螺纹区域上，距离螺钉孔中心远的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件；若边缘区域中有多对匹配极性边缘点对且不在同一螺纹区域上，极性边缘点之间距离大的匹配极性边缘点对满足理想匹配条件。
89.由以上技术，本技术提供一种螺钉孔径测量装置，所述装置包括图像获取单元，被配置为获取螺钉孔的待测孔径图像；图像处理单元，被配置为在所述待测孔径图像上通过卡尺工具，确定多组边缘区域，所述卡尺工具是通过以螺钉孔中心为圆心，在螺钉孔圆周上沿预设方向设置的；在每个边缘区域内，确定极性边缘点，所述极性边缘点包括第一极性边缘点和第二极性边缘点，所述第一极性边缘点的灰度从暗到亮，所述第二极性边缘点的灰度从亮到暗；对每个边缘区域进行点对匹配，确定匹配极性边缘点对，所述匹配极性边缘点对为极性相反且在同一个螺纹区域的两个极性边缘点；将满足理想匹配条件的匹配极性边缘点对，确定为理想匹配极性边缘点对；确定所述理想匹配极性边缘点对中的搜索起始点，
所述搜索起始点为第一极性边缘点；对从所述搜索起始点开始沿所述预设方向的第一极性边缘点进行最小二乘拟合，确定所述螺钉孔的孔径尺寸；本技术通过对螺钉孔成像测量的方法，提高螺钉孔径的测量精度，提升的孔径测量的效率。
90.以上内容仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术权利要求书的保护范围之内。
91.此外，除非权利要求中明确说明，本技术所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本技术流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本技术实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
92.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
93.针对本技术引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本技术作为参考。与本技术内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本技术权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本技术中的)也除外。需要说明的是，如果本技术附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本技术所述内容有不一致或冲突的地方，以本技术的描述、定义和/或术语的使用为准。