计算量小， 精度较高，可以直接支持嵌套圆拟合的有益效果。
[0098]另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精 神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1. 一种两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其包括W下步骤： S1，提供一第一孔、一第二孔，所述第一孔与所述第二孔的孔径不同，并采用一对中装 置对所述第一孔和所述第二孔进行初步对中； 52 :获取所述第一孔和所述第二孔初步对中的图像，该图像中所述第一孔对应第一圆， 所述第二孔对应第二圆，对该图像进行灰度化和二值化处理，得到一二值化图像，对该二值 化图像进行边缘提取，获得一第一图像； 53 :对所述第一图像进行去噪处理； S4:建立坐标系，利用最小二乘法拟合所述第一圆，确定所述第一圆的圆屯、的坐标位 置； 55 :确定所述第二圆的圆屯、在所述坐标系中的坐标位置； 56 :计算出所述第一圆与第二圆的圆屯、距，将所得数据结果反馈至所述对中装置，实现 所述第一孔与所述一第二孔的对中。2. 如权利要求1所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，所述第一孔与所述第二孔的孔径不同。3. 如权利要求2所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S2中，所述第一圆与所述第二圆构成嵌套圆，所述第一圆的圆屯、为〇1，所述第二圆 的圆屯、为化。4. 如权利要求3所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S5中，通过确定所述第二圆的圆屯、〇2所在象限，并比较各象限边界与所述第二圆 边缘所围成的面积确定所述第二圆的圆屯、〇2所在象限，计算出所述第二圆的圆屯、〇2的坐标 位置，所述步骤S5包括W下步骤： S51，确定所述圆屯、〇2在坐标系X0lY中所在的象限； 552, 对所述圆屯、〇2进行象限内的区域约束，缩小所述圆屯、〇2的范围，分别进行径向约 束及圆周约束约束获得一扇形，所述圆屯、化在该扇形内； 553, 建立向量矩阵，采用分类比较的方法，判断从所述扇形重屯、向圆屯、〇2的移动方向； W及 554, 采用36点动态链式求取圆屯、〇2。5. 如权利要求4所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S51中，通过比较扇形面积的大小来确定所述圆屯、〇2在坐标系Χ〇ιΥ中所在的象限， 具体包括W下步骤： S511，求取第二圆与Χ〇ιΥ直角坐标系交点；W及 S512,求取第二圆与直角坐标系交点到所述第一圆圆屯、形成的扇形的面积。6. 如权利要求5所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S511中，在圆屯、〇1为原点的直角坐标系Χ〇ιΥ中，求取所述第二圆与Χ〇ιΥ直角坐标 系交点，与X轴交点为β(χ2'，y2' )，d(x4'，y4')，与Υ轴交点为A(x/，y/)，c(V， 73')。7. 如权利要求6所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S512中，A点到〇1距离为I0lAI，B点到〇1距离为I0iBI，C点到〇1距离为I0向，D 点到〇1距离为I0而I，所述第二圆200与坐标轴共产生4个闭合边界，分别为扇形A〇iD，其 面积记为、扇形A〇iB，其面积记为、扇形B〇iC，其面积记为、扇形C〇iD，其面积 记为通过比较所述第二圆200与坐标轴所围区域的大小，来判断第二圆200的圆屯、〇2 所在象限。8. 如权利要求7所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S52中，对所述圆屯、所在象限进行约束，采用半径约束和圆周角约束的方式进行， 所述步骤S52包括W下步骤： S521，通过半径约束，缩小圆屯、〇2在半径方向上的范围；W及 S522,通过圆周角约束，缩小圆屯、〇2在圆周角方向上的范围。9. 如权利要求8所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S521中，所述第一圆与所述第二圆的圆屯、距为|〇A|，0< |〇i〇2l<2化-R2)表示， 其中Ri表示第一圆的半径，R2表示第二圆的半径，S521步骤下步骤： 步骤1，确定圆屯、〇1与圆屯、〇2的圆屯、距1〇aI的范围，通过圆屯、〇1与圆屯、〇2的圆屯、距 〇Al的范围为0 < 〇Al< 2化-R2)，由此进一步缩小圆屯、〇1所在区域的范围拟及 步骤2, W〇1为圆屯、，W 2巧1-R2)为半径画圆弧，与X轴交于E点，与Y轴交于F点，从 而确定〇2所在区域为扇形EFO1区域。10. 如权利要求9所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S522中，所述圆周角约束，利用圆内接直角Ξ角形的性质，通过约束圆屯、角E〇iF的 角度大小，进一步缩小化所在区域范围。具体地，其包括W下步骤： 步骤1，在扇形EF〇i区域内任选一点，做过该点与01的直线，分别与圆200相交于G、Η两点，分别连接BG、ΒΗ，求取GBH的角度分别与圆；W及 步骤2,判断角GBH的大小，不断缩小化所在区域范围，最终确认所述圆屯、〇2所在区域。11. 如权利要求10所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤1中，当角GBH<90。时，〇2在AGHB内部，扇形EF〇i的圆屯、角为E〇iF ;当角GBH> 90°时，〇2在AG皿外部，扇形EF〇i的圆屯、角为E〇iF;W及当角G皿= 90。时，〇2在线段細 中点上。12. 如权利要求11所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤2中，通过不断判断角GBH的大小，不断缩小化所在区域范围，把角GBH约束到大 于85度，小于95度为区域约束的阔值范围内，当角GBH为85度时，GH与圆弧EF相交于N 点，当角GBH为95度时，GH与圆弧EF相交于Μ点，形成的扇形区域NM〇i为圆屯、0 2为最小 区域阔值，当第一次出现时，扇形为所在区域。13.如权利要求10所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S53中，求取扇形MN〇i的重屯、0 W 0点为坐标原点，建立直角坐标系xOy，具体包括 W下步骤： 步骤S531，直角坐标系xOy分别与所述第二圆相交于X轴正半轴a。。点，Y轴正半轴a1。 点，X轴负半轴曰2。点，Y轴负半轴a3。点。在所述第二圆的边缘上，Wa。。点为起点逆时针每 隔10°取点，共取36个点； 步骤S532,建立向量矩阵，并求取矩阵中向量距离的和；W及 步骤S533,比较向量距离和，推断从所述重屯、0向圆屯、化的移动方向。14. 如权利要求13所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其 特征在于，所述36个点分别是位于第一象限内的a。。，曰。1......曰。7,曰。8点；位于第二 象限内的曰1〇,曰11......曰17,曰18点；位于第^象限内的a20,曰21......曰27,曰28点；位于第 四象限内的曰30，曰31......曰37，曰38点；W0点为起始点，分力ijWa。。，曰。1......曰37，曰38点 终点，生成位于第一象限内的拉于第 二象限内的位于第Ξ象限内的向 量：15. 如权利要求14所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征 在于，S532具体包括W下步骤： 步骤1，进行X轴方向位置判断将0 点沿水平方向向右移一个像素，如身1将0点沿水平方向向左移一个像素，如果0点水平方向不移动； 步骤2,进行Y轴方向位置判断，将0 点沿垂直方向向上移一个像素，如果，将0点沿垂直方向向下移一个像素，如果:0点垂直方向不移动；W及 步骤3,当同时满足时，停止判断。16. 如权利要求15所述的两个不同孔径直径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其特征在 于，步骤S54中，采用36点动态链式求取圆屯、〇2,具体地，其包括W下步骤： S541，当时，分别求出第二圆圆屯、化到第二圆圆周上的36个点 的距离，分别记为石名，苗，........芯，其牛5542, 求出36个距离的平方和，即……％W及 5543, 求m的最小值nu。，nu。所对应的〇2即为第二圆的实际圆屯、。
【专利摘要】本发明公开了一种两个不同孔径的小孔对中的嵌套圆拟合方法，其包括以下步骤：S1：提供一第一孔、一第二孔，所述第一孔与所述第二孔的孔径不同，并采用一小孔对中装置对所述第一孔和所述第二孔进行初步对中；S2：获取所述第一孔和所述第二孔初步对中的图像，该图像中所述第一孔对应第一圆，所述第二孔对应第二圆，对该图像进行灰度化和二值化处理，得到一二值化图像，对二值化图像进行边缘提取，获得一第一图像；S3：对所述第一图像进行去噪处理；S4：建立坐标系，利用最小二乘法拟合所述第一圆，确定所述第一圆的圆心的坐标位置；S5：确定所述第二圆的圆心在所述坐标系中的坐标位置；S6：计算出所述第一圆与第二圆的圆心距，将所得数据结果反馈至所述小孔对中装置，实现所述第一孔与所述一第二孔的对中。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105405128
【申请号】CN201510728883
【发明人】孔全存, 苏慧, 刘桂礼, 樊夏辉
【申请人】北京信息科技大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月30日