一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法

1.本发明涉及测量技术领域，具体为一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法。


背景技术：

2.当今眼镜市场又或是国内企业及科研高校对于镜框扫描仪的研究基本都是针对镜框内轮廓或镜片模板外轮廓的形状的测量，鲜有针对镜框凹槽进行测量。光学检测技术由于其具有非接触、高精度和高速性的优点，被广泛地应用在各个领域中。可以利用基于光学检测原理的非接触式测量方法获取眼镜镜框内侧凹槽的轮廓数据。在对镜框内侧凹槽进行投影测量时，由于眼镜镜框结构紧凑的特点，传感器通常不能伸入镜框内部，为避免激光投射时与所测量镜框内侧凹槽部分相对的镜框框槽部分对轮廓测量效果的遮挡影响，传感器仅能从镜框外部对所需测量镜框内侧凹槽部分进行尽可能的垂直投射测量，这就不可避免地造成了所获得镜框内侧凹槽轮廓由于倾斜测量而产生的轮廓畸变。因此如何校正由传感器由-定倾角扫描得到的畸变的镜框内侧凹槽轮廓具有重要意义。
3.现有的基于图像处理的倾斜校正方法在车牌照字符提取等领域得到了发展，但解决轮廓倾斜测量的方法很少，且传感器扫描眼镜框内侧凹槽时由于镜框结构紧凑以及传感器测量范围影响，扫描得到镜框内侧凹槽轮廓存在倾斜畸变的问题，为此，我们提出这样一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法，解决了上述背景技术中提出基于图像处理的倾斜校正方法在车牌照字符提取等领域得到了发展，但解决轮廓倾斜测量的方法很少，且传感器扫描眼镜框内侧凹槽时由于镜框结构紧凑以及传感器测量范围影响，扫描得到镜框内侧凹槽轮廓存在倾斜畸变的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现，一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法，包括以下步骤：
6.s1、建立基于激光三角法的线结构光测量系统；
7.s2、凹槽轮廓边缘及特征边的提取；
8.s3、通过设置误差阈值对两条直线边部分轮廓数据点依次进行最小二乘拟合；
9.s4、确定用于镜框凹槽轮廓倾斜校正的旋转点；
10.s5、进行校正。
11.可选的，所述一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法包括以下具体步骤：
12.s1、建立基于激光三角法的线结构光测量系统。
13.对镜框内侧凹槽进行扫描，获取镜框内侧凹槽轮廓点数据；
14.s2、凹槽轮廓边缘及特征边的提取；
15.对镜框内侧凹槽轮廓点数据进行高斯滤波去除噪点，根据凹槽轮廓点的离散近似曲率对轮廓曲线的不同几何形状曲线进行分段，首先通过分段获取镜框凹槽部分轮廓，之后为进一步获取镜框内侧凹槽轮廓的倾斜角度，根据离散近似曲率曲线提取分段点，从而确定特征边，即镜框内侧v型凹槽的两条直线边部分轮廓；
16.s3、通过设置误差阈值对两条直线边部分轮廓数据点依次进行最小二乘拟合；
17.通过所得到的两条拟合直线的斜率计算两条直线边的倾斜角，可推算此镜框凹槽轮廓的倾斜角；
18.s4、确定用于镜框凹槽轮廓倾斜校正的旋转点；
19.取步骤三所述两条拟合直线求取的交点作为倾斜校正基于的旋转点；
20.s5、进行校正；
21.对旋转前后的轮廓坐标变换建立二维坐标旋转模型，并通过软件运算对倾斜轮廓数据点进行校正。
22.进一步的，所述步骤s1镜框放置在支撑台架表面。
23.进一步的，所述步骤s2所感兴趣部分为镜框内侧v型凹槽的两条直线边。
24.进一步的，所述步骤s5运行函数为：
[0025][0026]
式中，(x0,y0)为二维坐标旋转中心，(x,y)为原轮廓坐标，(x',y')为原轮廓坐标绕(x0,y0)顺时针旋转θ角后的坐标。
[0027]
本发明提供了一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法，具备以下有益效果：基于最小二乘法直线拟合的倾斜校正方法是在提取出边缘轮廓的特征点后采用最小二乘法将特征点拟合成一条直线从而获取图像倾斜角度对图像进行倾斜校正，可用于对于眼镜镜框内侧凹槽倾斜测量得到的畸变轮廓的倾斜校正，同时通过建立基于激光三角法的线结构光测量系统，对镜框内侧凹槽进行扫描，获取镜框内侧凹槽轮廓点数据，能够更加全面的获取眼睛框数据，可在无接触的条件下对对眼睛框内侧凹槽进行倾斜校正，可对获取的轮廓坐标数据建立二维坐标旋转模型，便于利用软件运算对倾斜轮廓数据点进行校正处理。
附图说明
[0028]
图1为本发明一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法的凹槽轮廓曲线和离散近似曲率曲线示意图；
[0029]
图2为本发明由镜框内侧v型凹槽的两条直线边计算凹槽轮廓倾斜角度示意图；
[0030]
图3为本发明由镜框内侧v型凹槽两条直线边的最小二乘拟合直线计算倾斜校正旋转点示意图；
[0031]
图4为本发明一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法的二维坐标模型结构示意图。
[0032]
图5为本发明一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法对于镜框内侧凹槽轮廓进行校正前后示意图。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明的具体实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0034]
一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法，包括以下步骤：
[0035]
s1、建立基于激光三角法的线结构光测量系统；
[0036]
s2、凹槽轮廓边缘及特征边的提取；
[0037]
s3、通过设置误差阈值对两条直线边部分轮廓数据点依次进行最小二乘拟合；
[0038]
s4、确定用于镜框凹槽轮廓倾斜校正的旋转点；
[0039]
s5、进行校正。
[0040]
一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法包括以下具体步骤：
[0041]
s1、建立基于激光三角法的线结构光测量系统，所述步骤s1镜框放置在支撑台架表面。
[0042]
对镜框内侧凹槽进行扫描，获取镜框内侧凹槽轮廓点数据；
[0043]
s2、凹槽轮廓边缘及特征边的提取；
[0044]
对镜框内侧凹槽轮廓点数据进行高斯滤波去除噪点，参照图1，根据凹槽轮廓点的离散近似曲率对轮廓曲线的不同几何形状曲线进行分段，首先通过分段获取镜框凹槽部分轮廓，之后为进一步获取镜框内侧凹槽轮廓的倾斜角度，根据离散近似曲率曲线提取分段点，从而确定特征边，即镜框内侧v型凹槽的两条直线边部分轮廓；
[0045]
所述步骤s2所感兴趣部分为镜框内侧v型凹槽的两条直线边；
[0046]
s3、通过设置误差阈值对两条直线边部分轮廓数据点依次进行最小二乘拟合；
[0047]
参照图2，通过所得到的两条拟合直线的斜率计算两条直线边的倾斜角，可推算此镜框凹槽轮廓的倾斜角；
[0048]
s4、确定用于镜框凹槽轮廓倾斜校正的旋转点；
[0049]
参照图3，取步骤三所述两条拟合直线求取的交点作为倾斜校正基于的旋转点；
[0050]
s5、进行校正；
[0051]
参照图4，对旋转前后的轮廓坐标变换建立二维坐标旋转模型，并通过软件运算对倾斜轮廓数据点进行校正，所述步骤s5运行函数为：
[0052][0053]
式中，(x0,y0)为二维坐标旋转中心，(x,y)为原轮廓坐标，(x',y')为原轮廓坐标绕(x0,y0)顺时针旋转θ角后的坐标。如图5所示为对于镜框内侧凹槽轮廓进行校正前后的结果对比图。
[0054]
综上所述，该一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法，使用时一种用于眼镜镜框内侧凹槽测量的轮廓倾斜校正方法包括以下具体步骤：首先建立基于激光三角法的线结构光测量系统对镜框内侧凹槽进行扫描，获取镜框内侧凹槽轮廓点数据；
[0055]
接着计算离散轮廓点的离散近似曲率；根据离散近似曲率图对轮廓曲线的不同几何形状曲线进行分段，首先通过分段获取镜框凹槽部分轮廓，之后为进一步获取镜框内侧凹槽轮廓的倾斜角度，根据离散近似曲率曲线提取分段点，从而确定特征边，即镜框内侧v型凹槽的两条直线边部分轮廓，然后通过设置误差阈值对两条直线边部分轮廓数据点依次
进行最小二乘拟合；通过所得到的两条拟合直线的斜率计算两条直线边的倾斜角，可推算此镜框凹槽轮廓的倾斜角，紧接着确定用于镜框凹槽轮廓倾斜校正的旋转点；取步骤三所述两条拟合直线求取的交点作为倾斜校正基于的旋转点，最后进行校正；对旋转前后的轮廓坐标变换建立二维坐标旋转模型，并通过软件运算对倾斜轮廓数据点进行校正。
[0056]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。