一种法兰加工钻孔高精度定位方法与流程

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种法兰加工钻孔高精度定位方法。

背景技术：

1、法兰作为管道连接件，在各个基础工程领域中发挥着关键作用，确保管道系统的安全运行和设备的连接稳固，它广泛应用于化工、建筑、能源、制造等领域，为各种工程项目提供了必要的连接支持和保障，而法兰钻孔是一种常用的金属加工工艺，在法兰上钻孔以便安装螺栓或其他连接件，随着机器视觉的发展和应用，在法兰加工钻孔过程中，可以通过结合图像识别技术实现对法兰的自动识别和定位，减少人为操作的误差，提高生产效率和产品质量，通过实时监测和反馈，确保每个钻孔位置的准确性，使得生产过程更加智能化和可控。

2、现有技术在进行法兰加工钻孔过程中，往往通过霍夫圆检测提取法兰图像中的圆，并将检测结果与cad图像匹配以确定法兰的钻孔位置，然而由于法兰图像中存在背景噪声与干扰光线，在进行霍夫圆检测时，若累加器阈值选取不当会检测到由背景噪声与干扰光线产生的多余圆，使得霍夫圆检测结果无法与cad图像正确匹配，进而导致钻孔位置无法精确定位。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出一种法兰加工钻孔高精度定位方法，该方法提高了法兰加工钻孔定位的精度。具体采用如下技术方案：一种法兰加工钻孔高精度定位方法，包括：

2、采集待加工法兰图像，预处理得到灰度图；

3、利用霍夫圆检测得到所述灰度图的累加器数组，所述累加器数组包括多个数值，每个数值对应一个圆；

4、利用大津法获取所述霍夫圆检测的累加器数组的初始阈值，并基于所述初始阈值确定多个待评价阈值；

5、获取每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果，所述霍夫圆检测结果包括大于所述待评价阈值的所有数值对应的圆；

6、根据所述每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果中每个圆的参数和所述待加工法兰的参数，得到所述霍夫圆检测结果的合期度；

7、预设所述每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果中每个圆心的窗口范围，并根据所述窗口范围内包含其他圆心的数量，得到所述霍夫圆检测结果的重叠度；

8、基于所述霍夫圆检测的合期度和重叠度，确定所述每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果的评价指标；

9、根据所述评价指标选取最佳累加器阈值，将最佳累加器阈值对应的霍夫圆检测结果与cad图像匹配进行法兰钻孔定位。

10、进一步的，所述每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果的评价指标，获取方法为：

11、将所述每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果的合期度和重叠度的比值，作为霍夫圆检测结果的评价指标。

12、进一步的，所述霍夫圆检测结果的合期度，满足如下关系式：

13、

14、式中，为霍夫圆检测结果的合期度，为霍夫圆检测结果中所有圆的总数，为霍夫圆检测结果中圆的序号，的值取遍范围内所有整数，为霍夫圆检测结果中第个圆圆心的横坐标，为霍夫圆检测结果中圆心的横坐标均值，为霍夫圆检测结果中第个圆圆心的纵坐标，为霍夫圆检测结果中圆心的纵坐标均值，为霍夫圆检测结果中圆的半径均值，为霍夫圆检测结果中的最大半径，为霍夫圆检测结果中的最小半径，为法兰外径，为法兰内径，为待加工法兰图像的对角线距离。

15、进一步的，所述霍夫圆检测结果的重叠度，满足如下关系式：

16、

17、式中，为霍夫圆检测结果的重叠度，为霍夫圆检测结果中所有圆的总数，为霍夫圆检测结果中圆的序号，的值取遍范围内所有整数，为霍夫圆检测结果中第个圆圆心的横坐标，为霍夫圆检测结果中第个圆圆心的纵坐标，为霍夫圆检测结果中第个圆的半径，为霍夫圆检测结果中除了第个圆之外的其他圆的序号，的值取遍[]范围内所有整数，为霍夫圆检测结果中第个圆圆心的横坐标，为霍夫圆检测结果中第个圆圆心的纵坐标，为霍夫圆检测结果中第个圆的半径，为霍夫圆检测结果中第个圆心的窗口范围包含其他圆心的数量，为线性整流函数。

18、进一步的，基于所述初始阈值确定多个待评价阈值，包括：

19、在所述累加器数组中，以所述初始阈值为中心，前后各取n个数值，加上所述初始阈值自身，总共2n+1个数值，作为待评价阈值。

20、进一步的，根据所述评价指标选取最佳累加器阈值，包括：

21、将霍夫圆检测结果的评价指标最大值时对应的待评价阈值作为最佳累加器阈值。

22、进一步的，所述待加工法兰的参数，包括：所述待加工法兰的内径和外径。

23、进一步的，所述每个圆的参数，包括：所述每个圆的圆心坐标和半径。

24、进一步的，所述窗口范围大小为所述灰度图的九分之一。

25、本发明具有以下效果：

26、本发明通过对预处理后的待加工法兰图像进行霍夫圆检测，并基于大津法得到累加器数组中的多个待评价阈值，并对每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果进行评价，具体通过获取霍夫圆检测结果的合期度和重叠度获取霍夫圆检测结果评价指标，并根据评价指标在多个待评价阈值选取最佳的累加器阈值，最佳累加器阈值对应的霍夫圆检测结果，排除了图像中的干扰噪声或其他影响产生的多余圆，以获取最佳霍夫圆检测结果，进而实现检测结果与cad图像精确匹配，从而精确定位钻孔位置。

技术特征：

1.一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，所述每一个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果的评价指标，获取方法为：

3.根据权利要求2所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，所述霍夫圆检测结果的合期度，满足如下关系式：

4.根据权利要求2所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，所述霍夫圆检测结果的重叠度，满足如下关系式：

5.根据权利要求2所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，基于所述初始阈值确定多个待评价阈值，包括：

6.根据权利要求2所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，根据所述评价指标选取最佳累加器阈值，包括：

7.根据权利要求3所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，所述待加工法兰的参数，包括：所述待加工法兰的内径和外径。

8.根据权利要求3所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，所述每个圆的参数，包括：所述每个圆的圆心坐标和半径。

9.根据权利要求4所述的一种法兰加工钻孔高精度定位方法，其特征在于，所述窗口范围大小为所述灰度图的九分之一。

技术总结
本发明涉及图像处理领域，更具体地，本发明涉及一种法兰加工钻孔高精度定位方法，包括：通过对预处理后的待加工法兰图像进行霍夫圆检测，并基于大津法得到累加器数组中的初始阈值，并基于初始阈值设定多个待评价阈值，获取每个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果，通过霍夫圆检测结果中的霍夫圆合期度和霍夫圆重叠度得到每个待评价阈值对应的霍夫圆检测结果的评价指标，并根据评价指标选取最佳累加器阈值，获取最佳累加器阈值对应的最佳霍夫圆检测结果，排除了多余圆的干扰，实现待加工法兰的霍夫圆检测结果与待加工法兰的CAD图像精确匹配，基于该匹配结果能够精确的定位钻孔位置。

技术研发人员：沈观伦,沈鹏
受保护的技术使用者：宝鸡市鹏盛鑫有色金属有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10