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工程设计学报
工程设计学报  2023, Vol. 30 Issue (1): 13-19    DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2023.00.004
设计理论与方法     
基于表面评估的工件轮廓识别方法研究
潘盛湖(),谢林成,刘云强,徐尚飞
西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500
Research on workpiece contour recognition method based on surface evaluation
Sheng-hu PAN(),Lin-cheng XIE,Yun-qiang LIU,Shang-fei XU
School of Mechatronics Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China
 全文: PDF(3352 KB)   HTML
摘要：

现有加工工件材料和加工方式的多样性使得工件的表面情况多样，导致视觉系统难以准确识别工件轮廓，因此提出了一种适用于不同工件表面的轮廓识别方法。根据纹理区域面积与凸包面积的比值对工件表面进行评估和分类。对于表面质量较好的工件，采用高通线性滤波器对图像进行滤波处理，通过工件表面信息与边缘信息的差异实现工件图像边缘提取；对于表面质量较差的工件，采用一种自适应轮廓提取方法来识别图像边缘。实验表明，与传统的Canny边缘检测算法相比，所提出的方法能够更好地去除噪声干扰，其识别轮廓的精度更高。所提出的轮廓识别方法对不同工件表面有较好的适应性，具有一定的应用价值。
关键词： 工件轮廓;  表面评估;  细化算法;  边缘提取    
Abstract:

The diversity of existing workpiece materials and processing methods makes the surface of the workpiece diverse, which makes it difficult for the vision system to accurately recognize the workpiece contour. Therefore, a contour recognition method suitable for different workpiece surfaces was proposed. The workpiece surface was evaluated and classified according to the ratio of texture area to convex hull area. For the workpiece with good surface quality, the high-pass linear filter was used to filter the image, and the edge of the workpiece image was extracted by the difference between the workpiece surface information and the edge information; for the workpiece with poor surface quality, an adaptive contour extraction method was adopted to recognize the image edge. Experimental results showed that the proposed method could better remove noise interference than the traditional Canny edge detection algorithm, and its contour recognition accuracy was higher. The proposed contour recognition method has good adaptability to different workpiece surfaces and has certain application value.
Key words: workpiece contour    surface evaluation    thinning algorithm    edge extraction
收稿日期: 2022-03-31 出版日期: 2023-03-06
CLC:  TP 751  
基金资助: 四川省教育厅项目(16ZA0070)
作者简介: 潘盛湖（1982—），男，侗族，贵州天柱人，副教授，硕士，从事机电一体化技术和石油机械智能化等研究，E-mail: psh2000psh@126.com, http://orcid.org/0000-0002-3147-9910
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潘盛湖
谢林成
刘云强
徐尚飞

引用本文:

潘盛湖,谢林成,刘云强,徐尚飞. 基于表面评估的工件轮廓识别方法研究[J]. 工程设计学报, 2023, 30(1): 13-19.

Sheng-hu PAN,Lin-cheng XIE,Yun-qiang LIU,Shang-fei XU. Research on workpiece contour recognition method based on surface evaluation[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2023, 30(1): 13-19.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/10.3785/j.issn.1006-754X.2023.00.004    或    https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2023/V30/I1/13

图1  灰度值标准偏差图
图2  阈值分割后的图像
图3  精确提取图像边缘的流程
图4  3×3窗口模板示意
图5  像素点节点类型
图6  去除三像素点节点后的图像
图7  边缘去枝原理图
图8  工件图像及其处理过程
图9  表面质量较好工件的轮廓识别结果
图10  迟滞边界阈值分割后的图像
图11  连通域筛选后的图像
图12  细化操作后的图像
图13  表面质量较差工件的轮廓识别结果
图14  不同算法识别的工件轮廓精度对比
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