基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水平仪实时检测方法.pdfVIP

基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水平仪实时检

测方法

盛伟;WANGQing-guo;朱善安

【摘要】针对气泡水平仪的自动标定问题,对机器视觉领域中的边缘提取算法、最

小二乘法、轮廓跟踪算法等方面进行了研究.提出了一种基于Canny边缘检测和加

权最小二乘法的气泡水平仪实时自动检测方法,以提高检测气泡水平仪的准确度和

效率.引入了Canny边缘提取算法对工业摄像机所拍摄的水准柱侧面图像进行处理,

以得到参考线和气泡的边缘信息.引入了一种自适应选取Canny边缘提取算法的阈

值的方法,以克服工业现场光照变化的影响.同时针对本应用场合,采用了加权最小二

乘法对左右平行参考线进行拟合,并结合二分有哪些信誉好的足球投注网站算法对水平尺上的气泡位置进行

了有哪些信誉好的足球投注网站,从而实现了气泡水平仪的高准确度实时检测.研究结果表明,该方法能够准确、

快速地对气泡进行定位,能够较好地适应光照变化.

【期刊名称】《机电工程》

【年(卷),期】2016(033)010

【总页数】6页(P1182-1187)

【关键词】图像处理;Canny边缘检测;加权最小二乘法;实时检测;气泡水平仪

【作者】盛伟;WANGQing-guo;朱善安

【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;InstituteofIntelligent

Systems,SchoolofElectricalEngineering,Johannesburg2000,SouthAfrica;

浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027

【正文语种】中文

【中图分类】TP274;TH878

水平仪是一种测量小角度的常用量具,常用于建筑、机械、仪表制造等行业。水平

仪按照工作原理可分为气泡水平仪、电子水平仪、激光水平仪等。气泡水平仪根据

水平仪上气泡偏离中心的刻度来判断平面是否水平,是应用最广泛的传统水平仪。

电子水平仪分为电感式和电容式。电感式水平仪是靠感应线圈的电压变化来判断工

件是否水平,而电容式水平仪则靠两端间隙的电容量来判断水平。电子水平仪主要

用来测量高精度的工具机。激光水平仪是将激光装置发射的激光束导入水平仪的望

远镜筒内,使其沿视准轴方向射出,并判断待测物是否水平的水平仪。本研究中提到

的水平仪是一种气泡水平仪。

气泡水平仪在出厂前需要严格校准,即把气泡水平仪放在标准水平面上,从气泡偏离

中心的程度来检验气泡水平仪是否合格。目前国内厂家在检测中主要依据人眼判断。

由于人眼判断存在速度慢,误差大,不稳定,易受外界环境因素影响等问题,使得产品精

度很难提高。因此,迫切需要一种能够对气泡水平仪进行精确检测的仪器。对于需

要出口的产品,这个问题更显得刻不容缓。

目前,图像边缘检测与提取算法已有一些在工业环境下的相关应用。例如：王博[1]

在车道偏离预警系统设计及方法的研究中,为了识别出车道线,引进了一种一维颜色

差图像边缘检测方法对图像的边缘进行识别；林克正[2]在小波多尺度变换的基础

上结合压缩判决和求取导数提出了一种新的一维边缘检测方法；吴庆岗[3]将一种

改进的基于纹理特征的非封闭边缘检测算法应用于输电线图像中的部件的边缘提取

之中；冯卫东[4]在工业零件形状尺寸图像检测技术研究中提出一种新的矩边缘检

测方法。

王金宝[5]详细阐述了图像处理技术在水准柱几何参数检测和激光水平仪光点精度

检测中的应用。魏煜和朱善安[6-7]提出了一种基于最优阈值变换的气泡水平仪检

测算法。本研究提出了一种新的基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水

平仪实时自动检测的方案。为了减少光照变化对检测精度的影响,在这里采用一种

自适应设置Canny边缘检测阈值的方法。相比于文献[6]中所采用的全局阈值分割

的方法,这里所采用的Canny边缘检测算法能更好地利用图像的局部信息、更准确

地将目标从图像中分割出来。并且为了满足算法实时性的要求,提出一种基于二分

有哪些信誉好的足球投注网站算法的更快速的轮廓跟踪算法。实验结果表明该方案是切实可行的。

几乎所有实时的数字图像采集系统都会碰到光源照明方法的选取问题。这个问题也

是影响气泡位置检测的准确性的一个相当重要的因素。气泡水平仪的气泡是由加注

了4/5的绿色油状液体的圆柱形腔体内剩余的空气形成的。由于气泡是封闭在一

段上表面凸起的透明水准柱中,假如直接用光线在不恰当的角度下照射水准柱,将会

产生强烈的反射光线进而干扰气泡边缘的检测。同时,如果从上方摄入图像,总会有

或多或少如上所述的镜面反射效应