本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)，具體為基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、激光標(biāo)線儀是一種可以提供水平和鉛垂標(biāo)線的激光儀器。該儀器適用于多種工業(yè)工作環(huán)境，具有高抗干擾性、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。在實(shí)際工業(yè)使用中，由于儀器加工及裝配的影響，激光標(biāo)線儀的激光出射平面相較標(biāo)準(zhǔn)水平面或鉛垂面存在偏離，影響儀器精度。常用的激光標(biāo)線儀可以出射一條水平激光線，多條正交的垂直激光線，及下對(duì)點(diǎn)激光線。相應(yīng)的，根據(jù)《激光標(biāo)線儀校準(zhǔn)規(guī)范》，激光標(biāo)線儀誤差為六項(xiàng)，分別為：水平激光線誤差，水平激光線發(fā)射角誤差，水平激光線補(bǔ)償誤差，垂直激光線誤差，垂直激光線正交誤差，下對(duì)點(diǎn)誤差。傳統(tǒng)的激光標(biāo)線儀誤差標(biāo)定方法使用多個(gè)直角坐標(biāo)板，進(jìn)行人工讀數(shù)誤差計(jì)算。該方法有測(cè)量效率低、難度大、測(cè)量精度低、重復(fù)性誤差高等諸多缺點(diǎn)。因此，自動(dòng)化的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)成為需要。

2、現(xiàn)有技術(shù)主要為坐標(biāo)板人工讀數(shù)及專(zhuān)用激光數(shù)字接收靶進(jìn)行激光線坐標(biāo)識(shí)別，從而計(jì)算誤差。

3、人工讀數(shù)有以下缺點(diǎn)：

4、效率低：需人工逐個(gè)讀取坐標(biāo)板讀數(shù)，并多次測(cè)量，最終手動(dòng)計(jì)算誤差大小。

5、測(cè)量難度大：在測(cè)量垂直激光線誤差時(shí)，人工讀數(shù)可能需要攀爬至較高高度，對(duì)頂端坐標(biāo)板進(jìn)行讀數(shù)，安裝難度大，讀數(shù)難度大。

6、測(cè)量誤差大：激光在直角坐標(biāo)靶上的對(duì)比度較差，同時(shí)，人工讀數(shù)時(shí)需保證不遮擋激光線，只能側(cè)視讀數(shù)，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。

7、重復(fù)性差：不同的人在估讀直角坐標(biāo)時(shí)差異較大，對(duì)于統(tǒng)一投線儀，重復(fù)性測(cè)量誤差較大。

8、激光數(shù)字接收靶有以下缺點(diǎn)：

9、成本高昂：激光數(shù)字接收靶采用線陣或面陣感光元件進(jìn)行激光線位置識(shí)別，還需提前標(biāo)定精確的零位，制造成本高昂。

10、安裝難度高：接收靶體積較大，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、調(diào)平等操作時(shí)，易導(dǎo)致位置偏離，安裝難度大。

11、為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員提供基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在檢測(cè)標(biāo)定效率較差的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)，包括第1號(hào)接收靶、第2號(hào)接收靶、第3號(hào)接收靶、第4號(hào)接收靶、第5號(hào)接收靶、第6號(hào)接收靶、第7號(hào)接收靶、第8號(hào)接收靶、旋轉(zhuǎn)微傾臺(tái)、底座、升降臺(tái)；

3、所述第2號(hào)接收靶、第3號(hào)接收靶、第4號(hào)接收靶、第5號(hào)接收靶位于同一水平面，用于測(cè)量水平激光線誤差，水平激光線發(fā)射角誤差，水平激光線補(bǔ)償誤差及垂直激光線正交誤差；

4、所述第6號(hào)接收靶、第7號(hào)接收靶、第8號(hào)接收靶位于同一鉛垂線，用于測(cè)量垂直激光線誤差；

5、所述第1號(hào)接收靶位于升降臺(tái)軸心處，用于測(cè)量下對(duì)點(diǎn)誤差；

6、所述底座用于將整個(gè)臺(tái)子固定到地面；

7、所述旋轉(zhuǎn)微傾臺(tái)具有旋轉(zhuǎn)與微傾功能，用于放置激光標(biāo)線儀；

8、所述升降臺(tái)用于調(diào)整水平激光線透射的高度。

9、優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)微傾臺(tái)安裝在升降臺(tái)的頂部，所述升降臺(tái)固定連接在底座的頂部。

10、優(yōu)選的，所述第1號(hào)接收靶、第2號(hào)接收靶、第3號(hào)接收靶、第4號(hào)接收靶、第5號(hào)接收靶、第6號(hào)接收靶、第7號(hào)接收靶、第8號(hào)接收靶均包括位移臺(tái)，所述位移臺(tái)的頂部設(shè)置有顯微相機(jī)，所述位移臺(tái)的頂部設(shè)置有顯微相機(jī)緊固機(jī)構(gòu)，所述位移臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)分劃板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述分劃板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一側(cè)滑動(dòng)連接有坐標(biāo)分劃板。

11、優(yōu)選的，所述坐標(biāo)分劃板采用玻璃材質(zhì)，并在同一側(cè)設(shè)置有刻度線、對(duì)線基準(zhǔn)、白色油漆涂層。

12、基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定方法，根據(jù)基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)，包括以下步驟：

13、s1、將第1號(hào)接收靶、第2號(hào)接收靶、第3號(hào)接收靶、第4號(hào)接收靶、第5號(hào)接收靶、第6號(hào)接收靶、第7號(hào)接收靶、第8號(hào)接收靶分別安裝在相應(yīng)位置，然后通過(guò)位移臺(tái)對(duì)接收靶進(jìn)行微調(diào)，確保安裝位置在水平以及鉛垂位，并通過(guò)經(jīng)緯儀對(duì)每個(gè)接收靶的刻度線進(jìn)行調(diào)平，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分劃板確?？潭染€水平；

14、s2、將處于第1號(hào)接收靶、第2號(hào)接收靶、第3號(hào)接收靶、第4號(hào)接收靶、第5號(hào)接收靶、第6號(hào)接收靶、第7號(hào)接收靶、第8號(hào)接收靶內(nèi)的顯微相機(jī)通過(guò)電性連接與上位機(jī)通信，通過(guò)上位機(jī)計(jì)算多個(gè)接收靶中分劃板的像素當(dāng)量，得到像素距離與實(shí)際距離的比例；

15、s3、利用旋轉(zhuǎn)微傾臺(tái)的旋轉(zhuǎn)與微傾功能并配合升降臺(tái)對(duì)打開(kāi)狀態(tài)的激光標(biāo)線儀進(jìn)行角度和高度調(diào)整，確保激光線清晰投射在接收靶上；

16、s4、啟動(dòng)上位機(jī)軟件，使用非局部均值濾波對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理；然后，進(jìn)行圖像分割和ro?i(感興趣區(qū)域)劃分，分別標(biāo)出坐標(biāo)橫軸、縱軸及視野范圍內(nèi)距離較遠(yuǎn)的兩條坐標(biāo)刻度線；

17、s5、長(zhǎng)期使用后，若檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常，則重復(fù)進(jìn)行s1、s2即可完成檢測(cè)維護(hù)。

18、優(yōu)選的，所述s4包括以下細(xì)節(jié)步驟：

19、s41、對(duì)劃分出的ro?i區(qū)域進(jìn)行直線提取和擬合，使用最大類(lèi)間方差法進(jìn)行二值化操作，并通過(guò)最小二乘法對(duì)刻度線區(qū)域進(jìn)行直線擬合，得到最終的坐標(biāo)橫軸和縱軸及相距較遠(yuǎn)的兩條刻度線；

20、s42、計(jì)算線線交點(diǎn)、點(diǎn)線距離，得到像素距離和實(shí)際距離的比值，完成像素當(dāng)量標(biāo)定工作；

21、s43、使用高斯擬合算法對(duì)激光線進(jìn)行擬合，計(jì)算激光線中心與坐標(biāo)軸線的像素距離，首先，轉(zhuǎn)換激光線圖像至hsv顏色空間，提取綠色激光線目標(biāo)并增強(qiáng)對(duì)比度，其計(jì)算式為：

22、v＝max(r,g,b)；

23、

24、

25、s44、剔除光斑并進(jìn)行高斯擬合，得到激光線軸心的實(shí)際距離；

26、s45、利用前期計(jì)算的像素當(dāng)量，結(jié)合圖像接收靶的距離，計(jì)算水平激光線誤差、水平激光線發(fā)射角誤差、水平激光線補(bǔ)償誤差、垂直激光線誤差、垂直激光線正交誤差、下對(duì)點(diǎn)誤差。

27、優(yōu)選的，所述s43步驟中，使用h(35-77)，s(43-255)，v(46-255)范圍處理激光線圖像。

28、本發(fā)明提供了基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的激光標(biāo)線儀標(biāo)定系統(tǒng)。具備以下有益效果：

29、1、本發(fā)明通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀數(shù)，無(wú)需人工讀數(shù)和攀爬，極大地簡(jiǎn)化了操作流程，減少了人為因素的影響，大幅提升了檢測(cè)效率。

30、2、本發(fā)明采用高精度圖像處理算法和高斯擬合算法，檢測(cè)分辨力可達(dá)0.02mm或更高，單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)到0.03mm以下，有效提高了測(cè)量的精度和一致性，顯著降低了重復(fù)性誤差。

31、3、本發(fā)明設(shè)計(jì)了圖像接收靶標(biāo)和多靶標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有位置微調(diào)能力，降低了硬件安裝難度和精度要求，同時(shí)相比于高成本的激光數(shù)字接收靶，圖像接收靶標(biāo)的設(shè)計(jì)成本更低，減少了整體系統(tǒng)成本。

32、4、本發(fā)明通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和自動(dòng)化算法，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了激光標(biāo)線儀標(biāo)定過(guò)程的高度自動(dòng)化，減少了人工干預(yù)，提高了操作的便捷性和穩(wěn)定性，確保了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。