一種基于機(jī)器視覺的雙絞線節(jié)距測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對圖像中的雙絞線節(jié)距測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙絞線是由兩條相互絕緣的導(dǎo)線按照一定的規(guī)格互相纏繞在一起而制成的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線一個扭絞周期的長度，叫做節(jié)距。其決定了電線電纜的質(zhì)量，較小的絞距可以形成電磁場的方向相反從而有效地相互抵消彼此間的影響，從而降低線對外的輻射。提高產(chǎn)品的質(zhì)量，不同類型絞線要求的絞距也不相同?，F(xiàn)階段對雙絞線的節(jié)距測量方法，是通過人工測量的方式，工作人員在工業(yè)現(xiàn)場抽檢人工測量雙絞線的節(jié)距，這導(dǎo)致雙絞線的節(jié)距無法實時自動化檢測，在檢測過程中有檢測速度慢，檢測誤差大，勞動強(qiáng)度大的缺點。
[0003]現(xiàn)如今雙絞線生產(chǎn)速率不斷提高，生產(chǎn)過程最高可達(dá)到每分鐘200米的直線運動速度，高速運動狀況下采用機(jī)器視覺方法，必將存在空間中不同幅度和不同頻率的抖動情況，為提高測量精度需要對采集圖片進(jìn)行視頻防抖處理，使用凹點檢測進(jìn)行高精度節(jié)距測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處設(shè)計了一種基于機(jī)器視覺的雙絞線節(jié)距測量方法，從而在雙絞線節(jié)距測量過程中，實現(xiàn)自動化程度高、測量速度快的目的。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于機(jī)器視覺的雙絞線節(jié)距測量方法，該方法包括:
[0006]步驟1:使用相機(jī)采集雙絞線的圖像視頻；
[0007]步驟2:將步驟I的視頻進(jìn)行防抖處理，處理方法基于特征匹配與仿射變換，得到防抖處理后的每一幀圖像；
[0008]步驟3:將步驟2得到的圖像根據(jù)設(shè)定的灰度閾值將圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像；
[0009]步驟4:將步驟3得到的二值圖像中白色連通區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，記錄各連通區(qū)域的位置，得到標(biāo)記圖像；
[0010]步驟5:將步驟4得到的標(biāo)記圖像計算連通區(qū)域計算面積，找到并保留面積最大的區(qū)域，消去其余連通區(qū)域，得到雙絞線的二值圖像；
[0011]步驟6:將步驟5得到的雙絞線二值圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)開運算，即先腐蝕后膨脹，將邊緣毛刺平滑，得到平滑邊緣后的二值圖像；
[0012]步驟7:將步驟6得到的平滑邊緣后的二值圖像進(jìn)行邊緣跟蹤，得到連通區(qū)域的邊緣像素點在圖像中的位置；
[0013]步驟8:將步驟7得到的邊緣像素點進(jìn)行凹點檢測的判斷，得到圖像中凹點的坐標(biāo)；
[0014]步驟9:將步驟8得到的凹點坐標(biāo)進(jìn)行分組，分成上邊緣凹點和下邊緣凹點兩組，得到分組后的凹點坐標(biāo)；
[0015]步驟10:將步驟9得到的分組后的凹點坐標(biāo)計算出節(jié)點，再計算節(jié)點間距離即為雙絞線的節(jié)距。
[0016]其中步驟2的具體步驟為:
[0017]步驟2-1:讀取前一幀圖像作為基準(zhǔn)圖像，提取尺度不變特征點；
[0018]步驟2-2:讀取當(dāng)前幀并計算特征點，利用仿射變換模型與基準(zhǔn)圖像做配準(zhǔn)，將配準(zhǔn)后的圖像作為新的當(dāng)前幀。
[0019]步驟3的具體步驟為:
[0020]步驟3-1:設(shè)定二值化處理過程中灰度閾值為對灰度圖像使用最大類間方差法得到的灰度閾值；
[0021]步驟3-2:將灰度圖像各像素點灰度值與灰度閾值比較，若大于閾值則對該點灰度賦值0，若小于閾值則對該點灰度賦值255，得到已經(jīng)取反的二值圖像。
[0022]步驟5的具體步驟為:
[0023]步驟5-1:計算所有標(biāo)記連通區(qū)域的面積，即統(tǒng)計像素個數(shù)，找到面積最大的連通區(qū)域；
[0024]步驟5-2:把圖像中在最大連通區(qū)域位置的像素值賦值255，其他所有點的像素值賦值0，得到雙絞線的二值圖像。
[0025]步驟8的具體步驟為:
[0026]步驟8-1:計算邊緣輪廓坐標(biāo)上每點往前第10個像素點與往后第10個像素點連線的中點坐標(biāo)，若該中點像素為黑色，則其對應(yīng)的輪廓點位于邊緣輪廓下凹的位置上；
[0027]步驟8-2:計算同一段下凹位置上各輪廓點到其往前第10個像素點與往后第10個像素點連線的距離，最大距離對應(yīng)的輪廓點為凹點。
[0028]步驟9的具體步驟為:
[0029]步驟9-1:得到凹點在圖像中的坐標(biāo)，依次計算相鄰兩個凹點之間的斜率；
[0030]步驟9-2:當(dāng)兩點斜率值大于0.1時，兩個凹點分別位于上邊緣和下邊緣，垂直方向坐標(biāo)小的為上邊緣凹點，垂直方向坐標(biāo)大的為下邊緣凹點，當(dāng)兩點斜率值小于0.1時，兩個凹點同時位于上邊緣或下邊緣；
[0031]步驟9-3:將凹點分為上邊緣和下邊緣兩組，分別保存兩組凹點的坐標(biāo)值。
[0032]步驟10的具體步驟為:
[0033]步驟10-1:將上邊緣凹點與下邊緣凹點匹配，當(dāng)一個上邊緣凹點與某個下邊緣凹點距離小于20個像素時，取上邊緣凹點與下邊緣凹點的中點為節(jié)點，當(dāng)不存在符合條件的下邊緣凹點時，該節(jié)點拍攝不完整則舍去該上邊緣凹點，計算得到一組節(jié)點坐標(biāo)；
[0034]步驟10-2:根據(jù)得到的一組節(jié)點坐標(biāo)計算相鄰兩個節(jié)點之間的距離，計算出的距離即為雙絞線的節(jié)距。
[0035]本發(fā)明一種基于機(jī)器視覺的雙絞線節(jié)距測量方法，通過對圖像進(jìn)行灰度化和二值化處理，尋找雙絞線圖像的邊緣，再對邊緣進(jìn)行凹點檢測，最終找到節(jié)點并算出雙絞線節(jié)距，從而在雙絞線節(jié)距測量過程中，實現(xiàn)自動化程度高、測量速度快的目的。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明的基于機(jī)器視覺的雙絞線節(jié)距測量方法的流程圖。
[0037]圖2是本發(fā)明的雙絞線的節(jié)距示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的基于機(jī)器視覺的雙絞線節(jié)距測量方法進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0039]步驟1:使用相機(jī)采集雙絞線圖像；
[0040]步驟2:將步驟I的視頻進(jìn)行防抖處理，算法基于特征匹配與仿射變換，得到防抖處理后的每一幀圖像；
[0041]步驟2-1:讀取前一幀圖像作為基準(zhǔn)圖像，提取尺度不變特征點；
[0042]步驟2-2:讀取當(dāng)前幀并計算特征點，利用仿射變換模型與基準(zhǔn)圖像做配準(zhǔn)，將配準(zhǔn)后的圖像作為新的當(dāng)前幀。
[0043]步驟3:將步驟2得到的圖像根據(jù)設(shè)定的灰度閾值將圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像；
[0044]步驟3-1:設(shè)定二值化處理過程中灰度閾值為對灰度圖像使用最大類間方差法得到的灰度閾值；
[0045]步驟3-2:將灰度圖像各像素點灰度值與灰度閾值比較，若大于閾值則對該點灰度賦值0，若小于閾值則對該點灰度賦值255，得到已經(jīng)取反的二值圖像。
[0046]步驟4:將步驟3得到的二值圖像中白色連通區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，記錄各連通區(qū)域的位置，得到標(biāo)記