有1个椭 圆孔。
[0034] (4)利用最大内切圆算法求解出每块图像中椭圆孔的最大内切圆，并根据最大内 切圆计算出椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角。其具体步骤如下：
[0035] (a)计算椭圆的m条水平扫描线，并将第i条水平扫描线与椭圆交点an、a i2计入 集合 S，i = 1，2,…，m ;
[0036] (b)计算S集合内所有I anai21的中点ai，通过最小二乘拟合得到水平扫描中点线， 并求出水平扫描中点线与椭圆的交点ApA 2，计算线段IA1A2I的中点M1，如图2所示；
[0037] (c)按照步骤（a)、（b)的方法求解出椭圆的垂直扫描中点线与椭圆的交点B2 所连线段的中点M2，如图3所示；然后以Im1M2I中点O1S圆心，Im 1M2I为直径取圆C1;
[0038] ⑷求出过点O1的水平直线与椭圆的交点PnP2，以0$圆心，HiaxilO 1P1I, IoiP2U 为半径作圆C2;
[0039] (e)若圆(：2与椭圆有4个交点，依次记为P3、P 4、P5、P6，如图4所示；或者圆C2与椭 圆有3个交点，即P# P 4重合或者P 5与P 6重合，则以弧长和涵为范围（当P# P 4 重合或者匕与P 6重合时，对应的弧长即为1个点），计算圆C i内的每个点到该范围内的椭 圆边界点的最小距离Clmin，并记入集合H，如图5所示；若圆C2与椭圆只有一个或两个交点 时，则计算圆C 1内的每个点到椭圆所有边界点的最小距离dmin，并记入集合H ;
[0040] (f)求出集合H内的max {dmin}，及max {dmin}对应的C1内的点0 ;
[0041] (g)以〇为中心，max{dmin}为半径，作圆交椭圆于&為两点，此圆即为椭圆的最大 内切圆，Ion1I即为椭圆短半轴长，分别求得椭圆的倾斜角θ和椭圆短轴所在直线设 最大内切圆与椭圆的交点为N1 (X1J1)、N2 (x2, y2)，则有：
【主权项】
1. 一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 采集工件图像信息； (2) 对采集的图像信息进行图像预处理； (3) 根据图像信息上的椭圆孔分布对图像信息进行分块，每块图像上均有1个椭圆孔； (4) 利用最大内切圆算法求解出每块图像中椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角； (5) 将椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角与标准椭圆孔尺寸进行比照，判断工件上 的椭圆孔组是否合格。
2. 根据权利要求1所述一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法，其特征在于：步骤 (2)中所述图像预处理的步骤依次为对图像去噪、对图像进行二值化和对图像进行边缘检 测。
3. 根据权利要求2所述一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法，其特征在于：所述 边缘检测为Canny边缘检测。
4. 根据权利要求1所述一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法，其特征在于，步骤 (4)的具体内容如下： (a) 计算椭圆的m条水平扫描线，并将第i条水平扫描线与椭圆交点an、ai2计入集合 S，i= 1，2,…，m; (b) 计算S集合内所有|anai2|的中点ai，通过最小二乘拟合得到水平扫描中点线，并 求出水平扫描中点线与椭圆的交点ApA2，计算线段|AiA2|的中点M1; (c) 按照步骤（a)、(b)的方法求解出椭圆的垂直扫描中点线与椭圆的交点所连线段的 中点M2，以|MiM2|中点(^为圆心，|MiM2|为直径取圆C1; (d) 求出过点h的水平直线与椭圆的交点Pi、P2，以0为圆心，maxtlO^I，|0芯|}为 半径作圆C2; (e) 若圆(：2与椭圆有4个交点，依次记为P3、P4、P5、P6，或者圆(：2与椭圆有3个交点，即 P#P4重合或者P5与P6重合，则以弧长和/^为范围，计算圆Q内的每个点到该范围 内的椭圆边界点的最小距离dmin，并记入集合H;若圆(：2与椭圆只有一个或两个交点时，则 计算圆Q内的每个点到椭圆所有边界点的最小距离dmin，并记入集合H; ⑴求出集合H内的max{dmin}，及max{dmin}对应的Q内的点0 ; (g) 以〇为中心，max{dmin}为半径，作圆交椭圆于&為两点，此圆即为椭圆的最大内切 圆，ION」即为椭圆短半轴长，分别求得椭圆的倾斜角0和椭圆短轴所在直线 (h) 在线段|NiN2|上取点Kj，j= 1，2,…，n，将|NiN2|等分成n+1份，过Kj作|NiN2|的 垂线交椭圆与DfDj2，计算dj= |D」凡21 /2,，将IK」，dj}计入集合Q; (i) 对集合Q内的元素{l，cy利用最小二乘拟合，求得{l，#对应函数的最大值d_， 即为椭圆的长半轴长。
5. 基于权利要求1所述一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法的检测系统，其特 征在于：包括工件台、发光元件、摄像机、图像采集卡、数据处理模块、存储器、控制台和报警 器，所述发光元件将光源照射在工件台上，摄像机拍摄工件台上工件的图像，并通过图像采 集卡将工件图像传送给数据处理模块，数据处理模块采用最大内切圆算法计算出工件上椭 圆孔组的尺寸数据，将该数据保存在存储器中，同时将该数据传送给控制台，控制台将计算 的椭圆孔组尺寸与标准尺寸进行比照，根据比照结果驱动报警器报警和工件台的动作。
【专利摘要】本发明公开了一种基于最大内切圆的椭圆孔组检测方法和系统，其方法步骤依次为采集工件图像信息、对采集的图像信息进行图像预处理、根据图像信息上的椭圆孔分布对图像信息进行分块、求解出每块图像中椭圆孔的最大内切圆，并根据最大内切圆计算出椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角、将椭圆孔的短半轴长、长半轴长和倾斜角与标准椭圆孔尺寸进行比照，判断工件上的椭圆孔组是否合格。本发明采用机器视觉技术与椭圆最大内切圆算法相结合的椭圆孔组检测方法，克服了传统孔组检测方法成本高、时间消耗大、精度低等缺点。
【IPC分类】G01B11-00
【公开号】CN104613869
【申请号】CN201510043349
【发明人】宦海, 黄凌霄, 卢松, 张雨
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月28日