一种基于机器视觉的直刃刀尺寸检测方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于机器视觉的直刃刀尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)安装好相机，采集多张相机标定板图像，标定相机的内部参数和外部参数，建立相机成像的几何模型；(2)将待检测工件装夹好，置于相机检测的视野范围内，采集工件不同位置的图像；(3)对采集到的图像确定感兴趣区域；(4)对图像进行预处理，将图像转化为二值图，并对二值图添加中值滤波；(5)使用canny算子进行边缘检测；(6)使用hough变换对边缘进行直线检测；(7)计算直刃刀的尺寸。2.根据权利要求1所述基于机器视觉的直刃刀尺寸测量方法，其特征在于：步骤(1)安装好相机后，使用matlab，拍摄多张不同方向的标定板图片，标定好相机的内部参数和外部参数，将世界坐标系转化为像素坐标系，得到世界坐标系(x
w
，y
w
)和像素坐标系(u，v)的比例系数k，(x
w
，y
w
)＝k(u，v)。3.根据权利要求1所述基于机器视觉的直刃刀尺寸测量方法，其特征在于：步骤(6)，使用hough变换对边缘进行直线检测具体包括以下步骤：设图像中检测出来的直线段为y1，y2，y3，
……
，y
n
，直线段的起点坐标和终点坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，
……
，(x
2n
，y
2n
)；y1的起点坐标和终点坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，y2的起点坐标和终点坐标分别为(x3，y3)，(x4，y4)，
……
，y
n
的起点坐标和终点坐标分别分(x
2n
‑1，y
2n
‑1)，(x
2n
，y
2n
)；计算y1，y2，y3，
……
，y
n
的直线方程：y
n
＝k
n
x b
n
(n＝1,2,3,
……
)其中4.根据权利要求3所述基于机器视觉的直刃刀尺寸测量方法，其特征在于：步骤(7)，根据直线段y1，y2，y3，
……
，y
n
计算直刃刀的单侧厚度、总厚度、刃宽；计算过程如下：设检测出的直线段为y1＝k1x b1，y2＝k2x b2，y3＝k3x b3；厚度计算时分别取y1，y2，y3直线上的三个点x1,x2,x3，求出在这三个点上直线的距离d，计算直线距离的平均值m，m1，m2，再乘上比例系数k，即为直刃刀的总厚度、上侧厚度、下侧厚度；d1＝|y
31
‑
y
11
|，d2＝|y
32
‑
y
12
|，d3＝|y
33
‑
y
13
|，d4＝|y
31
‑
y
21
|，d5＝|y
32
‑
y
22
|，d6＝|y
33
‑
y
23
|，d7＝|y
21
‑
y
11
|，d8＝|y
22
‑
y
12
|，d9＝|y
23
‑
y
13
|总厚度＝k*m，上侧厚度＝k*m1，下侧厚度＝k*m2；设检测出的图像的直线为y4，y5，y6，y7；取三点分别计算y4，y5和y6，y7的平面距离d1、d2；图像坐标中下侧刃宽n1，上侧刃宽n2的计算公式为：的计算公式为：下侧刃宽＝k*n1，上侧刃宽＝k*n2。5.一种基于机器视觉的直刃刀尺寸测量系统，其特征在于，包括以下模块:
相机标定模块：采集多张相机标定板图像，标定相机的内部参数和外部参数，建立相机成像的几何模型；图像采集模块：采集工件不同位置的图像；确定感兴趣区域模块：对采集到的图像确定感兴趣区域；图像预处理模块：对图像进行预处理，将图像转化为二值图，并对二值图添加中值滤波；canny算子边缘提取模块：使用canny算子进行边缘检测；hough变换直线检测模块：使用hough变换对边缘进行直线检测；计算直刃刀尺寸模块：计算直刃刀的尺寸。6.根据权利要求5所述基于机器视觉的直刃刀尺寸测量系统，其特征在于：所述的相机标定模块：使用matlab，拍摄多张不同方向的标定板图片，标定好相机的内部参数和外部参数，将世界坐标系转化为像素坐标系，得到世界坐标系(x
w
，y
w
)和像素坐标系(u，v)的比例系数k，(x
w
，y
w
)＝k(u，v)。7.根据权利要求5所述基于机器视觉的直刃刀尺寸测量系统，其特征在于：所述的hough变换直线检测模块具体如下：设图像中检测出来的直线段为y1，y2，y3，
……
，y
n
，直线段的起点坐标和终点坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，
……
，(x
2n
，y
2n
)；y1的起点坐标和终点坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，y2的起点坐标和终点坐标分别为(x3，y3)，(x4，y4)，
……
，y
n
的起点坐标和终点坐标分别分(x
2n
‑1，y
2n
‑1)，(x
2n
，y
2n
)；计算y1，y2，y3，
……
，y
n
的直线方程：y
n
＝k
n
x b
n
(n＝1,2,3,
……
)其中8.根据权利要求7所述基于机器视觉的直刃刀尺寸测量系统，其特征在于：所述的计算直刃刀尺寸模块具体如下：根据直线段y1，y2，y3，
……
，y
n
计算直刃刀的单侧厚度、总厚度、刃宽；计算过程如下：设检测出的直线段为y1＝k1x b1，y2＝k2x b2，y3＝k3x b3；厚度计算时分别取y1，y2，y3直线上的三个点x1,x2,x3，求出在这三个点上直线的距离d，计算直线距离的平均值m，m1，m2，再乘上比例系数k，即为直刃刀的总厚度、上侧厚度、下侧厚度；d1＝|y
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|，d7＝|y
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|，d8＝|y
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|，d9＝|y
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‑
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|总厚度＝k*m，上侧厚度＝k*m1，下侧厚度＝k*m2；设检测出的图像的直线为y4，y5，y6，y7；取三点分别计算y4，y5和y6，y7的平面距离d1、d2；图像坐标中下侧刃宽n1，上侧刃宽n2的计算公式为：的计算公式为：下侧刃宽＝k*n1，上侧刃宽＝k*n2。

技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的直刃刀尺寸测量方法及系统，本发明方法具体过程包括以下步骤:(1)安装好相机，采集多张相机标定板图像，标定相机的内部参数和外部参数，建立相机成像的几何模型。(2)将待检测工件装夹好，置于相机检测的视野范围内，采集工件不同位置的图像。(3)对采集到的图像确定感兴趣区域。(4)对图像进行预处理，将图像转化为二值图，并对二值图添加中值滤波。(5)使用Canny算子进行边缘检测。(6)使用Hough变换对边缘进行直线检测。(7)计算直刃刀的尺寸。本发明具有精度高、鲁棒性高、检测速度快等优势。检测速度快等优势。检测速度快等优势。


技术研发人员：王长昊 胡小平 于保华 叶红仙 芮杰
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/11/4