一种弧形刀片视觉检测方法与流程

本发明涉及图像数据处理，具体涉及一种弧形刀片视觉检测方法。

背景技术：

1、平地机弧形刀片是平地机的主要工作装置，与其它辅助装置相互配合能够进行土壤的切削、刮送和整平作业，为了保证平地机弧形刀片在使用中不出现故障，避免影响工期，需要对生产过程中的平地机弧形刀片进行质量检测。生产平地机弧形刀片的关键步骤在于磨削，对平地机弧形刀片的磨削不合格，对平地机弧形刀片的质量有较大影响。

2、目前一般通过机器视觉的方式对其进行检测，能够做到无损检测且效率较高，但是传统的视觉检测方法没有针对性，在对缺陷进行识别时，存在识别精度不高、识别难度较大的问题，在后续针对缺陷进行分析时，影响分析结果。

技术实现思路

1、本发明提供一种弧形刀片视觉检测方法，以解决识别精度不高、识别难度较大的问题，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明一个实施例提供了一种弧形刀片视觉检测方法，该方法包括以下步骤：

3、获取第一二值图像及第二二值图像；

4、获取第一模板图像，对第一二值图像和第一模板图像获得若干采样点，获取第一二值图像和第一模板图像所有采样点的相似度度量矩阵；以第一二值图像和第一模板图像建立坐标系得到对称点；根据对称点与最近采样点的距离得到第一二值图像和第一模板图像的对称非相似性；将所有采样点的对称非相似性构成局部外观描述矩阵，根据局部外观描述矩阵和相似度度量矩阵得到总相似度量矩阵；根据总相似度量矩阵获取第一二值图像和第一模板图像采样点的点对距离，并得到完成匹配的采样点的比例，将未完成匹配的采样点记为毛刺采样点；

5、获取第二模板图像，对第二二值图像和第二模板图像获得若干采样点，获取第二二值图像和第二模板图像所有采样点的形状上下文矩阵；以第二二值图像和第二模板图像建立坐标系，将第一二值图像的毛刺采样点映射到第二二值图像中得到映射点，根据映射点得到第二二值图像的毛刺采样点；根据匹配距离获取采样点的权重，根据采样点权重和采样点的曲率得到采样点的曲率非相似性，并得到外观描述矩阵，根据外观描述矩阵和形状上下文矩阵构建总相似矩阵并得到第二二值图像匹配成功的采样点占总采样点的比例；

6、根据第一二值图像和第二二值图像完成匹配的采样点所占比例得到磨削平滑指数，根据磨削平滑指数检测弧形刀片是否合格。

7、优选的，所述获取第一二值图像及第二二值图像的方法为：

8、使用ccd相机从上向下采集图像，得到弧形刀片的正面图像为矩形，将该图像二值化后得到第一二值图像，使用ccd相机从前向后采集图像，得到弧形刀片侧面弧度的图像，该图像为一个弧度，将该图像二值化后得到第二二值图像。

9、优选的，所述以第一二值图像和第一模板图像建立坐标系得到对称点的方法为：

10、在第一二值图像上，以该第一二值图像的中心点为原点坐标建立坐标系，得到该第一二值图像的任意一个采样点关于y轴的对称点，在第一模板图像上，以该第一模板图像的中心点为原点坐标建立坐标系，得到该第一模板图像的任意一个采样点关于y轴的对称点。

11、优选的，所述根据对称点与最近采样点的距离得到第一二值图像和第一模板图像的对称非相似性的方法为：

12、对于第一二值图像中的每个采样点找到其对称点，将第一二值图像中的每个采样点的对称点与第一二值图像中的所有采样点计算欧式距离，得到第一二值图像的每个采样点对应的最小欧式距离记为第一距离，对于第一模板图像中的每个采样点找到其对称点，将第一模板图像中的每个采样点的对称点与第一模板图像中的所有采样点计算欧式距离，得到第一模板图像中的每个采样点对应的最小欧式距离记为第二距离，令第一距离和第二距离的比值与第二距离与第一距离的比值的和作为两个采样点的对称非相似性。

13、优选的，所述以第二二值图像和第二模板图像建立坐标系的方法为：

14、在第二二值图像中找到弧度最低点，以第二二值图像中的弧度最低点为坐标原点，x轴为第二二值图像中的水平直线，y轴为第二二值图像中的竖直直线，在第二模板图像中找到弧度最低点，以第二模板图像中的弧度最低点为坐标原点，x轴为第二模板图像中的水平直线，y轴为第二模板图像中的竖直直线。

15、优选的，所述弧度最低点为为弧形刀片采样点纵坐标的最小值所在的点。

16、优选的，所述将第一二值图像的毛刺采样点映射到第二二值图像中的方法为：

17、

18、式中，表示第二二值图像中毛刺采样点横坐标的最小值，表示第二二值图像中毛刺采样点横坐标的最大值，表示第一二值图像中毛刺采样点横坐标的最小值，表示第一二值图像中毛刺采样点横坐标的最大值，表示第一二值图像中毛刺采样点的横坐标，表示第二二值图像映射后毛刺点的横坐标。

19、优选的，所述根据匹配距离获取采样点的权重的方法为：

20、对于第二二值图像中的采样点，分为毛刺采样点和普通采样点，普通采样点的权重取1，根据匈牙利所发得到第一二值图像的最小匹配距离与预设阈值t的比值作为毛刺采样点的权重。

21、优选的，所述根据采样点权重和采样点的曲率得到采样点的曲率非相似性的方法为：

22、

23、式中，表示第二二值图像中第m个采样点的曲率，表示第二模板图像中第n个采样点的曲率，表示第二二值图像中第m个采样点的权重，表示第二二值图像中第m个采样点与第二模板图像中第n个采样点的曲率非相似性。

24、本发明的有益效果是：本发明通过平地机弧形刀片对称性构建对称非相似性函数，检测平地机弧形刀片的毛刺情况并识别其位置，通过结合毛刺像素点的位置及曲率构建曲率非相似性函数检测局部曲率，使其更能代表平地机弧形刀片的局部特征，提高了形状上下文算法的识别精度，最终通过构建磨削平滑指数指标，检测平地机弧形刀片的整体质量。

技术特征：

1.一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述获取第一二值图像及第二二值图像的方法为：

3.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述以第一二值图像和第一模板图像建立坐标系得到对称点的方法为：

4.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述根据对称点与最近采样点的距离得到第一二值图像和第一模板图像的对称非相似性的方法为：

5.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述以第二二值图像和第二模板图像建立坐标系的方法为：

6.根据权利要求5所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述弧度最低点为弧形刀片采样点纵坐标的最小值所在的点。

7.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述将第一二值图像的毛刺采样点映射到第二二值图像中的方法为：

8.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述根据匹配距离获取采样点的权重的方法为：

9.根据权利要求1所述的一种弧形刀片视觉检测方法，其特征在于，所述根据采样点权重和采样点的曲率得到采样点的曲率非相似性的方法为：

技术总结
本发明涉及图像数据处理技术领域，提出了一种弧形刀片视觉检测方法，包括：获取第一二值图像及第二二值图像；获取第一模板图像，获得若干采样点，获取相似度度量矩阵；建立坐标系得到对称点；得到对称非相似性；构成局部外观描述矩阵，得到总相似度量矩阵；得到完成匹配的采样点的比例；获取第二模板图像，获得若干采样点，获取形状上下文矩阵；建立坐标系，得到映射点，根据映射点得到的毛刺采样点；获取采样点的权重，得到外观描述矩阵，构建总相似矩阵并得到采样点比例；得到磨削平滑指数，根据磨削平滑指数检测弧形刀片是否合格。本发明提高了形状上下文算法的识别精度，最终通过构建磨削平滑指数指标，检测平地机弧形刀片的整体质量。

技术研发人员：孙杨,张连伟,焦开航
受保护的技术使用者：山东聚宁机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13