轴直径测量方法、装置、设备及存储介质 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本技术实施例涉及但不限于图像处理领域，尤其涉及轴直径测量方法、装置、设备及存储介质。背景技术：2.轨道车辆装备存在大量的轴轴类零部件，在轨道车辆装备的生产制造中，需要对这些轴轴类零部件进行轴直径测量，目前的测量方式主要是通过人工采用卡尺或千分尺进行尺寸测量并进行匹配，但这种方式存在人工成本高和效率低的问题，大大影响生产效率。技术实现要素：3.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。4.本技术实施例提供了轴直径测量方法、装置、设备及存储介质，能够快速、准确、智能化地测量轴直径，提高效率，节省人力成本。5.本技术的第一方面，一种轴直径测量方法，包括：6.获取第一图像，所述第一图像包括具有轴的零部件；7.根据颜色从所述第一图像提取目标像素点，由所述目标像素点组成特征点集；8.从所述特征点集获取多个测试点，获取所述多个测试点对应的最小半径圆，当所述特征点集中的所有点均位于所述最小半径圆内，将所述最小半径圆作为目标圆，所述目标圆与所述轴对应；9.获取所述目标圆的直径。10.在本技术的第一方面的某些实施例中，在所述根据颜色从所述第一图像提取像素点，得到特征点集的步骤之前，所述轴直径测量方法还包括：11.将所述第一图像的色彩空间转换为hsv色彩空间；12.对hsv色彩空间的第一图像进行高斯滤波。13.在本技术的第一方面的某些实施例中，所述根据颜色从所述第一图像提取目标像素点包括：14.获取第一图像的像素点的颜色通道值；15.根据所述颜色通道值、预设的上通道阈值和预设的下通道阈值，从所述第一图像提取目标像素点。16.在本技术的第一方面的某些实施例中，所述根据所述颜色通道值、预设的上通道阈值和预设的下通道阈值，从所述第一图像提取目标像素点，包括：17.将所述第一图像中满足预设颜色条件的像素点作为所述目标像素点，所述预设颜色条件为所述颜色通道值小于或等于所述上通道阈值，并且大于或等于所述下通道阈值。18.在本技术的第一方面的某些实施例中，在根据颜色从所述第一图像提取目标像素点，由所述目标像素点组成特征点集的步骤之后，所述轴直径测量方法还包括：19.对所述特征点集进行掩码处理。20.在本技术的第一方面的某些实施例中，所述测试点的数量为n个，n小于所述特征点集中的目标像素点的数量。21.在本技术的第一方面的某些实施例中，所述从所述特征点集获取多个测试点，获取所述多个测试点对应的最小半径圆，当所述特征点集中的所有点均位于所述最小半径圆内，将所述最小半径圆作为目标圆，还包括：22.当所述特征点集中存在位于最小半径圆外的圆外点，从所述圆外点和所述测试点中选择n个作为新的测试点，获取新的测试点对应的最小半径圆，当所述特征点集中的所有点均位于新的测试点对应的最小半径圆内，将新的测试点对应的最小半径圆作为目标圆。23.本技术的第二方面，一种轴直径测量装置，包括：24.图像获取单元，用于获取第一图像，所述第一图像包括具有轴的零部件；25.点提取单元，用于根据颜色从所述第一图像提取目标像素点，由所述目标像素点组成特征点集；26.目标圆计算单元，用于从所述特征点集获取多个测试点，获取所述多个测试点对应的最小半径圆，当所述特征点集中的所有点均位于所述最小半径圆内，将所述最小半径圆作为目标圆，所述目标圆与所述轴对应；27.直径计算单元，用于获取所述目标圆的直径。28.本技术的第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的轴直径测量方法。29.本技术的第四方面，一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上所述的轴直径测量方法。30.本技术实施例包括：获取第一图像，第一图像包括具有轴的零部件；根据颜色从第一图像提取目标像素点，由目标像素点组成特征点集；从特征点集获取多个测试点，获取多个测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆，目标圆与轴对应；获取目标圆的直径；能够快速、准确、智能化地测量轴直径，提高效率，节省人力成本。附图说明31.附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。32.图1是本技术实施例所提供的轴直径测量方法的步骤图；33.图2是本技术实施例所提供的步骤s201和步骤s202的步骤图；34.图3是本技术实施例所提供的步骤s200的子步骤图；35.图4是本技术实施例所提供的步骤s301的步骤图；36.图5是本技术实施例所提供的轴直径测量装置的结构图。具体实施方式37.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。38.需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。39.本技术提供了轴直径测量方法、装置、设备及存储介质，通过获取第一图像，第一图像包括具有轴的零部件；根据颜色从第一图像提取目标像素点，由目标像素点组成特征点集；从特征点集获取多个测试点，获取多个测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆，目标圆与轴对应；获取目标圆的直径；能够快速、准确、智能化地测量轴直径，提高效率，节省人力成本。40.下面结合附图，对本技术实施例作进一步阐述。41.参照图1，图1是轴直径测量方法的步骤图。本技术的实施例，提供了一种轴直径测量方法。42.轴直径测量方法包括但不限于以下步骤：43.步骤s100，获取具有轴的零部件的第一图像；44.步骤s200，根据颜色从第一图像提取目标像素点，由目标像素点组成特征点集；45.步骤s300，从特征点集获取多个测试点，获取多个测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆，目标圆与轴对应；46.步骤s400，获取目标圆的直径。47.对于步骤s100，通过摄影设备获取具有轴的零部件的第一图像。48.通过单目相机进行测量的，根据小轴成像原理，最终显示出来的结果并不是物体的实际尺寸。因此，需要对相机进行内外参数标定。相机标定主要是建立像素坐标、图像坐标、相机坐标与世界坐标的关系，接着通过世界坐标构建像素坐标与目标物题的位置关系。在进行相机标定前先建立像素坐标系(o-uv)、图像坐标系(o-xy)、相机坐标系(o-xcyczc)、世界坐标系(o-xwywzw)。采用张氏相机标定法对相机进行标定。49.相机的标定包括相机内参的标定和相机外参的标定。50.对于相机内参的标定，相机内参标定主要是完成像素坐标系到相机坐标系的标定。这一步主要构建像素坐标系(o-uv)与相机坐标系(o-xcyczc)之间的关系。在像素坐标系中，每个像素的坐标是用像素来表示的，然而，像素的表示方法并不能反应图像中物体的物理尺寸，因此，需要将像素坐标转换为图像坐标。先构建像素坐标系(o-uv)与图像坐标系(o-xy)之间的关系；接着再通过构建图像坐标系(o-xy)与相机坐标系(o-xcyczc)之间的关系，即将像素坐标转换成相机坐标。51.在完成相机内参的标定之后，进行相机外参的标定。52.对于相机外参的标定，相机外参标定主要是完成相机坐标系(o-xcyczc)到世界坐标系(o-xwywzw)的标定。世界坐标系是图像与真实物体之间的一个映射关系。对于单目视觉而言，主要就是真实物体尺寸与图像尺寸的映射关系。最终即可以通过世界坐标系构建像素坐标与物体坐标的关系，以保证检测到的位置、尺寸为目标物体的真实值。53.在某些实施例中，轴直径测量方法还包括对第一图像进行图像预处理。54.参照图2，图像预处理步骤包括但不限于以下步骤：55.步骤s201，将第一图像的色彩空间转换为hsv色彩空间；56.步骤s202，对hsv色彩空间的第一图像进行高斯滤波。57.对于步骤s201，将第一图像的色彩空间转换为hsv色彩空间，hsv色彩空间的第一图像的颜色参数分别是色调(h)、饱和度(s)和明度(v)。58.对于步骤s202，对hsv色彩空间的第一图像进行高斯滤波，以减少图像中环境光、飞尘等所带来的噪声影响。59.高斯滤波是一种线性平滑滤波，用于消除高斯噪声，对图像邻域内像素进行平滑时，邻域内不同位置的像素被赋予不同的权值，在进行图像平滑的同时，能够更多的保留图像的总体灰度分布特征，实现降噪，同时又能够保持边缘的信息。60.调节高斯滤波模板尺度为5*5，高斯滤波器宽度的标准差设为1.0。61.二维高斯函数分布表达式为：其中gi(x,y)为高斯滤波后的图像像素点的像素值；σ为决定高斯滤波器宽度的标准差；x为像素点的横坐标，y为像素点的纵坐标。62.高斯滤波过程计算公式为：hi(x,y,z)＝hi(x,y,z)*fi(x,y,z)；其中fi(x,y,z)为高斯模板的像素值，hi(x,y,z)为高斯模板对应图像区域滤波前的像素值，gi(x,y,z)为高斯模板的权值，hi(x,y,z)为滤波后图像的像素值，w为模板的大小。63.参照图3，在某些实施例中，根据颜色从第一图像提取目标像素点包括：64.步骤s210，获取第一图像的像素点的颜色通道值；65.步骤s220，根据颜色通道值、预设的上通道阈值和预设的下通道阈值，从第一图像提取目标像素点。66.对于步骤s220，根据颜色通道值、预设的上通道阈值和预设的下通道阈值，从第一图像提取目标像素点，具体为：将第一图像中满足预设颜色条件的像素点作为目标像素点，预设颜色条件为颜色通道值小于或等于上通道阈值，并且大于或等于下通道阈值。67.设置上通道阈值为tmax(h,s,v)，下通道阈值为tmin(h,s,v)，根据来锁定hsv图像中的目标像素点，目标像素点的像素值为mi(x,y,z)。其中，h(h,s,v)代表hsv图像通道的阈值。68.在某些实施例中，在根据颜色从第一图像提取目标像素点，由目标像素点组成特征点集的步骤之后，轴直径测量方法还包括：69.对特征点集进行掩码处理。利用掩码数组mask和三通道480*640的百色掩膜pic根据对特征点集进行掩码处理。掩码数组mask中的元素为mi(x,y,z)。70.通过掩码处理将原始图像中感兴趣区域roi显示出来，掩码位和运算要求掩码数组与原始图像大小一致，各像素点一一对应。当原始图像与掩码数组中像素点对应时，原始图像像素点的像素值fi(x,y,z)保持不变，其他像素点被返回为白色掩膜pic像素值pici(x,y,z)。71.在某些实施例中，测试点的数量为n个，n小于特征点集中的目标像素点的数量。72.参照图4，从特征点集获取多个测试点，获取多个测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆，还包括：73.步骤s301，当特征点集中存在位于最小半径圆外的圆外点，从圆外点和测试点中选择n个作为新的测试点，获取新的测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于新的测试点对应的最小半径圆内，将新的测试点对应的最小半径圆作为目标圆。74.例如，遍历特征点集的所有点，确定特征点集的最左点、最右点、最上点和最下点作为测试点，分别记为a、b、c、d，确定a、b、c、d这四个测试点对应的最小半径圆。当特征点集无位于a、b、c、d这四个测试点对应的最小半径圆之外的点，则将a、b、c、d这四个测试点对应的最小半径圆作为目标圆。75.当特征点集存在位于a、b、c、d这四个测试点对应的最小半径圆之外的点，例如特征点集存在点e和f位于a、b、c、d这四个测试点对应的最小半径圆之外，则对b、c、d、e画最小半径圆，对a、c、d、e画最小半径圆，对a、b、d、e画最小半径圆，对a、b、c、e画最小半径圆，对b、c、d、f画最小半径圆，对a、c、d、f画最小半径圆，对a、b、d、f画最小半径圆，对a、b、c、f画最小半径圆，并对最小半径圆判断特征点集中是否存在位于最小半径圆之外的点。76.按照步骤s301进行迭代，直至当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆。77.对于步骤s400，根据目标圆，绘制目标圆的轮廓，即轴的轮廓，并获取目标圆的直径，并将目标圆的直径标注在图像上。将目标圆的直径转换为“毫米+微米”级打印出来，提高测量精度。78.本技术的实施例，提供了一种轴直径测量装置。参照图5，图5是轴直径测量装置的结构图。79.轴直径测量装置包括图像获取单元100、点提取单元200、目标圆计算单元300和直径计算单元400。80.其中，图像获取单元100用于获取第一图像，第一图像包括具有轴的零部件；点提取单元200用于根据颜色从第一图像提取目标像素点，由目标像素点组成特征点集；目标圆计算单元300用于从特征点集获取多个测试点，获取多个测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆，目标圆与轴对应；直径计算单元400用于获取目标圆的直径。81.在该实施例中，通过获取第一图像，第一图像包括具有轴的零部件；根据颜色从第一图像提取目标像素点，由目标像素点组成特征点集；从特征点集获取多个测试点，获取多个测试点对应的最小半径圆，当特征点集中的所有点均位于最小半径圆内，将最小半径圆作为目标圆，目标圆与轴对应；获取目标圆的直径；能够快速、准确、智能化地测量轴直径，提高效率，节省人力成本。82.可以理解的是，轴直径测量方法实施例中的内容均适用于本轴直径测量装置实施例中，本轴直径测量装置实施例所具体实现的功能与轴直径测量方法实施例相同，并且达到的有益效果与轴直径测量方法实施例所达到的有益效果也相同。83.本技术的实施例，提供了一种电子设备，电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的轴直径测量方法。84.存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序，如上述本发明实施例中的日志处理。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序以及程序，从而实现上述本发明实施例中的日志处理。85.存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储执行上述本发明实施例中的日志处理所需的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。86.本技术的实施例，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上所述的轴直径测量方法。87.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。









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