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图像与图形动态配准的误差检测方法

单东日 徐建聪 高立营 李龙

单东日,徐建聪,高立营, 等. 图像与图形动态配准的误差检测方法[J]. 机械科学与技术,2021,40(4):572-578 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200102
引用本文: 单东日,徐建聪,高立营, 等. 图像与图形动态配准的误差检测方法[J]. 机械科学与技术,2021,40(4):572-578 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200102
SHAN Dongri, XU Jiancong, GAO Liying, LI Long. Error Detection Method of Image and Graphic Dynamic Registration[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(4): 572-578. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200102
Citation: SHAN Dongri, XU Jiancong, GAO Liying, LI Long. Error Detection Method of Image and Graphic Dynamic Registration[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(4): 572-578. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200102

图像与图形动态配准的误差检测方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200102
基金项目: 山东省重点研发计划(2017CXGC0604)、山东省自主创新及成果转化专项(2015ZDXX0101G06)及山东省高等学校科技发展计划(J18KA032)
详细信息
    作者简介:

    单东日(1973−),教授,硕士生导师,博士,研究方向为数控技术与装备、智能制造,shandongri@126.com

  • 中图分类号: TH124

Error Detection Method of Image and Graphic Dynamic Registration

  • 摘要: 针对零件加工精度检测要求较高、检测环境复杂,提出了一种新型的加工精度检测方法。通过动态调整被检测零件的三维设计图形的空间位姿,使调整后的图形空间位姿与工业相机采集到的被检测零件的高质量图像处于同一拍摄角度,保存零件此时的三维设计图形的空间位姿图像,使用改进后的SIFT-Harris算法将采集到的零件高质量图像与保存的空间位姿图像实现配准, 进而实现零件与其对应的三维设计图形尺寸的对比检测。通过实验测试表明:本文提出的图像与图形动态配准的误差检测方法,具有较高的精度和速度,并且检测精度符合误差分布概率,对加快误差检测技术的发展具有一定的推动和探索意义。
  • 图  1  霍夫变换圆检测圆锥面簇

    图  2  图形空间位姿动态旋转流程图

    图  3  三维建模图形

    表  1  图像处理过程

    实验一实验二
    原图
    二值化
    边缘检测
    Hough 圆检测
    确定圆心
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    表  2  实验一检测数据

    序号像点的像方坐标物点的物方空间坐标欧拉角
    (627,567) (625,570,50) (−0.0001,0.0034,3.1149)
    (675,910) (679,915,49)
    (514,776) (514,776,65)
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    表  3  实验二检测数据

    序号像点的像方坐标物点的物方空间坐标欧拉角
    (629,673) (616,681,59) (−0.0013,1.0216,3.1086)
    (639,883) (653,915,50)
    (613,659) (639,806,50)
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    表  4  图形位姿变换后以其XY面保存的图像

    实验验号图象
    实验一
    实验二
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    表  5  特征点精确匹配

    实验编号特征点精确匹配
    实验一
    实验二
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    表  6  配准算法实验数据对比

    使用算法对比指标实验一实验二
    SIFT 配准精度/% 80.76 85.36
    配准时间/s 5.3 6.1
    改进的SIFT-Harris 配准精度/% 85.71 88.23
    配准时间/s 4.6 5.7
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    表  7  配准元素标记后的图像

    实验编号标记后的图象
    实验一
    实验二
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    表  8  实验一检测数据

    序号元素面积/mm2周长/mm离心率
    1 外轮廓 1256.306 186.932
    2 193.861 23.407 0.450
    3 198.398 25.910 0.383
    4 196.532 24.541 0.139
    5 195.614 23.394 0.405
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    表  9  实验二检测数据

    序号元素面积/mm2周长/mm离心率
    1 外轮廓 1252.530 185.230
    2 193.161 24.205 0.395
    3 198.026 25.013 0.153
    4 198.528 25.114 0.106
    5 194.916 24..890 0.598
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    表  10  检测数据$3\sigma $准则分析

    数据名称实验一实验二
    面积/mm2周长/mm离心率面积/mm2周长/mm离心率
    平均值μ 196.101 24.313 0.344 196.158 24.777 0.313
    均方差б 1.890 1.193 0.140 2.558 0.498 0.228
    μ-3б 190.431 20.734 −0.075 188.484 23.283 −0.372
    μ+3б 201.771 27.891 0.763 203.832 26.272 0.998
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-02
  • 网络出版日期:  2021-04-16
  • 刊出日期:  2021-04-16

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