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机器视觉开发任务之二--基于OpenCV的工件几何尺寸测量系统

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本篇在上篇《机器视觉开发任务之一-基于OpenCV的工件外形轮廓检测系统》的基础

上进行开发，首先检测并标出工件的外形轮廓位置，在此基础上结合相机标定的相关

知识，计算出标准工件的几何尺寸。对于圆形工件，将计算出其圆心坐标及直径。对

矩形工件，计算出其宽度和高度值。对于正六边形工件，计算出其边长的平均值。这

里的值均为标定后计算出的物理值，并可与通过实际测量工具（游标卡尺或卷尺等）

测出的值进行对比误差分析。结果表明，该系统可实现的测量精度在±1毫米左右，可

实现较高的测量精度，后续通过优化算法、改进光照条件以及提高标定精度等方法可

进一步提升尺寸测量的精度。

1.项目功能描述：

摄像头安装在传送带正上方，标准工件从传送带上以一定的速度（匀速）进入Camera

的视野范围。首先进行像素尺寸标定，为简单起见，这里没有考虑畸变与透视形变的

影响（后续可视测量精度需要增加畸变校正功能），检测标准棋盘格图像的角点的像

素位置，同时棋盘格每个方格的物理尺寸为已知的固定值，从而可以计算出图像的像

素尺寸。在此基础上，根据上篇文字中从实时视频流中检测出的工件的外形轮廓位置，

可以实现工件几何尺寸的测量功能。

2.开发平台与工具：

Window764Bit+VisualSutdio2013+OpenCV2.4.9

3.算法思路与流程：

打开摄像头寻找外形轮廓

获取一帧图像多边形逼近

滤除面积过小

图像滤波Camera标定

或非凸面物体

转为灰度图像根据顶点数目和角度输出像素尺寸

范围判断具体形状

Canny边缘检测输出测量结果

4.算法实际检测结果

图1圆形工件测量结果（游标卡尺测量长度50mm）

图2-矩形工件测量结果（游标卡尺测量长度45mm）

图3六边形工件测量结果（游标卡尺测量长度28mm）

图5同时测量多个工件几何尺寸