一种快速自动检测电气接插件焊点不合格品的图像处理方法_3

文档序号:9418217阅读:来源:国知局
ough圆检测。
[0074] 其中,步骤(3)利用RANSAC剔除部分差异大的圆心坐标,再加权平均定位电气接 插件截面圆心,具体如下:
[0075] (31)确定一个最小抽样集的视为η的模型(η为初始化模型参数所需的最小样本 数)和一个样本集Ρ,集合P的样本数# (P) > η,从P中随机抽取包含η个样本的P的子集 S初始化模型M ;
[0076] (32) P的余集S。中与模型M的误差小于某一设定阈值th。的样本集以及S构成S*, S*认为是内点集,它们构成S的一致集;
[0077] (33)若#(S*)彡thN,认为得到正确的模型参数,并利用集S*采用最小二乘法重 新计算新的模型M* ;重新随机抽取新的S,重复以上过程;
[0078] (34)在完成一定的抽样次数Nsamp后,若未找到一致集则算法失败;否则选取抽样 后得到的最大一致集判断内外点,算法结束;
[0079] (35)对所有的内点做加权平均计算圆心坐标的平均值:
[0080]
[0081] (36)其中N为组数,(Xl,yi)为一组圆参数;坐标平均值(x aTC_,yavCTagJ即为最终 的电气接插件截面圆心坐标(xfinal, yfinal) 〇
[0082] 其中,步骤(4)选择排序求得电气接插件截面内圆外半径,提取截面区域方形图 像,实现方法如下:
[0083] (41)设对应步骤(35)中所有内点所对应的圆半径的集合为R = [Γι,r2. .. rN],并 假设^为初始最小圆半径,进行如下循环,求得最终最小圆半径:
[0084]
[0085] 此最终最小圆半径即为电气接插件截面内圆外半径 inal ?
[0086] (42)在原始图像中,以圆心坐标(xfinal,yfinal)为中心点,2Xr final为边长,提取电 气接插件截面区域方形图像,去除背景干扰;将提取到的电气接插件截面区域方形图像作 为图像处理第(5)、第(6)步骤的输入图像。
[0087] 其中,步骤(5)使用OTSU自动获取分割阈值,二值化截面区域方形图像,实现方法 如下:
[0088] (51)计算输入图像的归一化直方图,使用Pl,i = 1,2. .. L-I表示该直方图的各个 分量;
[0089] (52)对于 k = 1,2··· L-I,计算累积和 P1 (k):
[0090]
[0091] (53)对于 k = 1,2. · · L-1,计算累积均值 m(k):
[0092]
[0093] (54)计算全局灰度均值mG:
[0094]
[0095] (55)对于 k = 1,2· · · L-1,计算类间方差 4 :
[0096]
[0097] 使得_最大的k值,即为OTSU阈值k*,此时的阈值k*= T g_为OTSU分割阈 值。对输入图像进行如下分割:
[0098]
[0099] 其中f(x,y)为输入图像在位置(x,y)处像素值,g(x,y)为输出二值图像在点 (x,y)处的像素值。
[0100] 其中,步骤(6)开操作去噪点、闭操作弥孔洞,主方向加权平均得截面内圆圆环的 宽度及中心圆半径,实现方法如下:
[0101] (61)腐蚀:作为Z2中的集合A和B,表示为A Θ B的B对A的腐蚀定义为:
[0102]
[0103] 上式表明B对A的腐蚀的结果是所有z的集合,其中B平移z后仍在A中;换句话 说,用B腐蚀A得到的集合是B完全包括在A中时B的原点位置的集合;
[0104] (62)膨胀:作为Z2中的集合A和B,表示为/i ? /:?的B对A的膨胀定义为:
[0105]
[0106] 上式表明B对A的膨胀的过程是先对B做关于原点的映射,再将其映像平移z,并 要求A和B映像的交集不为空集;换句话说,用B来膨胀A得到的集合J的位移与A中至少 有一个非零元素相交时B的原点位置的集合;
[0107] (63)记RlkCT为开操作核函数的半径,使用的核函数是圆形核函数,其对应的核函 数表示为BlkCT,则开操作定义如下:
[0108]
[0109] 开操作的作用是去除图像中孤立的噪点和细的突出物;
[0110] (64)记R2kCT为闭操作核函数的半径,使用的核函数是圆形核函数,其对应的核函 数表示为B 2kCT,则闭操作定义如下:
[0111]
[0112] 闭操作的作用是弥合孔洞、填补截面轮廓线断裂,实际操作中,R2kCT大于R lkCT,这样 可以在去掉相对小的噪点的同时,弥合大的孔洞和断裂处;
[0113] (65)为获得截面内圆圆环的宽度,采用加权八个主方向上圆环环宽并求平均,八 个主方向分别为:〇°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315° ;统计某一方向在内圆 外半径rfinal内的非零值的个数,即为该方向上的圆环环宽W lRing,最终圆环环宽为:
[0114]
[0115] (66)中心圆圆心坐标与截面圆心坐标相同,中心圆半径为截面内圆外半径减去圆 环环宽的一半^ nild= rfinal_WRing/2,故中心圆的圆参数为(X final,Yfinal,0
[0116] 其中,步骤(7)获得原始电气接插件截面外切矩形图像的HSV空间的H通道图像, 利用焊点的颜色阈值二值化图像,实现方法如下:
[0117] (71)HSV(Hue,Saturation,Value)是根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间, 这个模型中颜色的参数分别是:色调(H),饱和度(S),亮度(V);由原始电气接插件截面外 切矩形图像的RGB空间得到H通道的公式为:
[0118]
[0119]
[0120] (72)由于焊点的颜色与电气接插件截面圆及背景的颜色存在明显差异,设焊点H 通道的颜色阈值上下限分别为为th1H、th2H,则图像二值化公式为:
[0121]
[0122] 其中,h(x,y)表示H通道的图像,gH(x,y)为二值化后的H通道图像;
[0123] 其中,步骤(8)对H通道二值图像进行开操作、闭操作获得清晰焊点图,实现方法 如下:
[0124] (81)开操作与闭操作的具体实现方法同步骤(6)中的(61)、(62)、(63)、(64)小 -K- T ;
[0125] (82)经过开操作、闭操作的处理,得到清晰的焊点图,图中有少量阈值分割留下的 大的噪点。
[0126] 其中,步骤(9)在焊点图上提取电气接插件焊点数,判断电气接插件焊点合格与 否,实现方法如下:
[0127] (91)以圆心(xfinal,yfinal)为圆心、半径F nild为半径在步骤⑶获得的焊点二值图 上做圆。然后以(xfinal-rmid,y final)为起点,沿着中心圆圆周遍历一周,忽略细窄间断的影 响,即认为当非零像素值的间隔numga/j、于某一阈值th gap,为同一焊点。获得焊点的数量为 numJoints:
[0128]
[0129] (92)将获得的焊点数量与标准电气接插件截面的焊点数量numStandIC]ints比对,判断 电气接插件焊点合格与否:
[0130]
[0131] 本发明解决了由于摄像机与电气接插件截面相对位置不固定,导致在采集到的
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