本發(fā)明涉及線性尺寸的計(jì)量，特別涉及一種用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、相關(guān)技術(shù)中，對(duì)激光送絲增材制造的零件層高尺寸的測(cè)量可基于深度學(xué)習(xí)方法建立零件定位模型，依據(jù)此模型對(duì)零件位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，并結(jié)合相機(jī)標(biāo)定算法計(jì)算零件的層高尺寸。

2、然而，相關(guān)技術(shù)中，通過上述方法所建立的深度學(xué)習(xí)模型缺乏顯式的解析數(shù)學(xué)表達(dá)，僅預(yù)測(cè)出零件所在位置的大致區(qū)域。并且，實(shí)際激光送絲增材制造環(huán)境變化復(fù)雜，使得模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率難以趨于穩(wěn)定，最終導(dǎo)致零件位置的預(yù)測(cè)精度不足。同時(shí)，基于傳統(tǒng)邊緣檢測(cè)算子的零件邊緣定位方法存在檢測(cè)精度較低、魯棒性不強(qiáng)等問題，導(dǎo)致其難以與視覺測(cè)距方案相結(jié)合，亟待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)方法及裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中，基于傳統(tǒng)邊緣檢測(cè)算子的零件邊緣定位方法檢測(cè)精度不高，魯棒性不強(qiáng)，導(dǎo)致其難以與視覺測(cè)距方案相結(jié)合的問題。

2、本發(fā)明第一方面實(shí)施例提供一種用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)方法，包括以下步驟：獲取激光送絲增材制造零件的待檢測(cè)圖像；對(duì)所述待檢測(cè)圖像進(jìn)行去噪處理，以得到平滑圖像，并對(duì)所述平滑圖像進(jìn)行處理，以得到二值圖像；根據(jù)所述二值圖像獲取位于激光送絲增材制造零件圖像邊緣內(nèi)部的種子輪廓；對(duì)預(yù)先構(gòu)建的圖像邊緣分割模型進(jìn)行求解，并將所述種子輪廓作為初始演化曲線輸入進(jìn)行激光送絲增材制造零件的圖像邊緣分割，以計(jì)算圖像邊緣對(duì)應(yīng)的實(shí)際層高尺寸。

3、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行去噪處理得到平滑圖像，能去除干擾因素，為后續(xù)檢測(cè)提供可靠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將平滑圖像處理成二值圖像，簡(jiǎn)化信息，便于獲取種子輪廓。在零件輪廓檢測(cè)方面，根據(jù)二值圖像獲取種子輪廓可精準(zhǔn)定位關(guān)鍵區(qū)域，提高檢測(cè)針對(duì)性，利用預(yù)先構(gòu)建的圖像邊緣分割模型并以種子輪廓為初始演化曲線進(jìn)行圖像邊緣分割來計(jì)算層高尺寸，既能適應(yīng)復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)提高計(jì)算準(zhǔn)確性，又具有較好的通用性。

4、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)所述預(yù)先構(gòu)建的圖像邊緣分割模型進(jìn)行求解之前，還包括：在目標(biāo)chan-vese算法的能量泛函建模過程中，引入迭代懲罰項(xiàng)和可變尺度卷積核，以建立所述圖像邊緣分割模型。

5、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以在目標(biāo)chan-vese算法的能量泛函建模過程中引入迭代懲罰項(xiàng)和可變尺度卷積核來建立圖像邊緣分割模型，迭代懲罰項(xiàng)的引入有助于約束模型的求解過程，避免模型在迭代計(jì)算過程中出現(xiàn)不合理的解或者過度擬合的情況，從而提高模型求解的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。可變尺度卷積核能夠適應(yīng)不同尺度下零件圖像的特征提取需求，對(duì)于激光送絲增材制造零件這種可能具有不同尺度特征的圖像來說，可以更全面、更精準(zhǔn)地捕捉到與層高尺寸相關(guān)的圖像邊緣信息，進(jìn)而提高整個(gè)零件層高尺寸檢測(cè)的精度，從而在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)和多尺度特征的零件圖像時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。

6、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述引入迭代懲罰項(xiàng)和可變尺度卷積核，包括：在每次迭代計(jì)算演化曲線內(nèi)部像素點(diǎn)的灰度值擬合值和外部像素點(diǎn)的灰度值擬合值時(shí)，基于每個(gè)像素點(diǎn)的像素值與目標(biāo)值之間的相似程度，引入所述迭代懲罰項(xiàng)。

7、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以在每次迭代計(jì)算時(shí)基于像素點(diǎn)與目標(biāo)值相似程度引入迭代懲罰項(xiàng)，能根據(jù)像素的實(shí)際情況精準(zhǔn)調(diào)整計(jì)算過程。通過這種方式，可有效約束計(jì)算結(jié)果，避免因像素值的波動(dòng)或偏離導(dǎo)致的計(jì)算偏差，提高對(duì)演化曲線內(nèi)外像素點(diǎn)灰度值擬合的準(zhǔn)確性，從而增強(qiáng)整個(gè)圖像邊緣分割模型的可靠性，提升零件層高尺寸檢測(cè)的精度。

8、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述引入迭代懲罰項(xiàng)和可變尺度卷積核，包括：在每次迭代計(jì)算演化曲線內(nèi)部像素點(diǎn)的灰度值擬合值和外部像素點(diǎn)的灰度值擬合值時(shí)，引入卷積核大小可隨迭代懲罰項(xiàng)大小變化的二維高斯卷積核。

9、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以引入卷積核大小隨迭代懲罰項(xiàng)大小變化的二維高斯卷積核，能夠根據(jù)迭代懲罰項(xiàng)動(dòng)態(tài)調(diào)整卷積核大小，使卷積核更好地適應(yīng)圖像在不同迭代階段的特征提取需求，更精準(zhǔn)地處理演化曲線內(nèi)外像素點(diǎn)的灰度值擬合，從而提升圖像邊緣分割的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高零件層高尺寸檢測(cè)的精度。

10、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述實(shí)際層高尺寸的計(jì)算公式為：

11、，

12、其中，為二維圖像上的一個(gè)像素點(diǎn)，為客觀世界中與其相對(duì)應(yīng)的三維點(diǎn)，為尺度因子，為列方向上的一個(gè)像素在相機(jī)感光芯片上對(duì)應(yīng)的物理長(zhǎng)度，為行方向上的一個(gè)像素在相機(jī)感光芯片上對(duì)應(yīng)的物理長(zhǎng)度，為感光芯片的橫邊與縱邊之間的夾角，為相機(jī)感光芯片中心在像素坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，為像距，為實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間剛度變換所需的旋轉(zhuǎn)矩陣，為實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間剛度變換所需的偏移向量。

13、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以考慮多個(gè)因素，通過納入像距、像素在感光芯片上的物理長(zhǎng)度、感光芯片邊夾角、相機(jī)感光芯片中心坐標(biāo)以及相機(jī)與世界坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)矩陣和偏移向量等眾多參數(shù)，精準(zhǔn)地將二維圖像像素點(diǎn)與客觀世界三維點(diǎn)相關(guān)聯(lián)計(jì)算實(shí)際層高尺寸，有助于在不同的硬件條件和空間關(guān)系下準(zhǔn)確獲取層高尺寸，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和適用性。

14、本發(fā)明第二方面實(shí)施例提供一種用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)裝置，包括：獲取模塊，用于獲取激光送絲增材制造零件的待檢測(cè)圖像；第一處理模塊，用于對(duì)所述待檢測(cè)圖像進(jìn)行去噪處理，以得到平滑圖像，并對(duì)所述平滑圖像進(jìn)行處理，以得到二值圖像；第二處理模塊，用于根據(jù)所述二值圖像獲取位于激光送絲增材制造零件圖像邊緣內(nèi)部的種子輪廓；檢測(cè)模塊，用于對(duì)預(yù)先構(gòu)建的圖像邊緣分割模型進(jìn)行求解，并將所述種子輪廓作為初始演化曲線輸入進(jìn)行激光送絲增材制造零件的圖像邊緣分割，以計(jì)算圖像邊緣對(duì)應(yīng)的實(shí)際層高尺寸。

15、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行去噪處理得到平滑圖像，能去除干擾因素，為后續(xù)檢測(cè)提供可靠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將平滑圖像處理成二值圖像，簡(jiǎn)化信息，便于獲取種子輪廓。在零件輪廓檢測(cè)方面，根據(jù)二值圖像獲取種子輪廓可精準(zhǔn)定位關(guān)鍵區(qū)域，提高檢測(cè)針對(duì)性，利用預(yù)先構(gòu)建的圖像邊緣分割模型并以種子輪廓為初始演化曲線進(jìn)行圖像邊緣分割來計(jì)算層高尺寸，既能適應(yīng)復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)提高計(jì)算準(zhǔn)確性，又具有較好的通用性。

16、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)模塊，包括：建模單元，用于在目標(biāo)chan-vese算法的能量泛函建模過程中，引入迭代懲罰項(xiàng)和可變尺度卷積核，以建立所述圖像邊緣分割模型。

17、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以在目標(biāo)chan-vese算法的能量泛函建模過程中引入迭代懲罰項(xiàng)和可變尺度卷積核來建立圖像邊緣分割模型，迭代懲罰項(xiàng)的引入有助于約束模型的求解過程，避免模型在迭代計(jì)算過程中出現(xiàn)不合理的解或者過度擬合的情況，從而提高模型求解的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性?？勺兂叨染矸e核能夠適應(yīng)不同尺度下零件圖像的特征提取需求，對(duì)于激光送絲增材制造零件這種可能具有不同尺度特征的圖像來說，可以更全面、更精準(zhǔn)地捕捉到與層高尺寸相關(guān)的圖像邊緣信息，進(jìn)而提高整個(gè)零件層高尺寸檢測(cè)的精度，從而在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)和多尺度特征的零件圖像時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。

18、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)模塊，包括：第一引入單元，用于在每次迭代計(jì)算演化曲線內(nèi)部像素點(diǎn)的灰度值擬合值和外部像素點(diǎn)的灰度值擬合值時(shí)，基于每個(gè)像素點(diǎn)的像素值與目標(biāo)值之間的相似程度，引入所述迭代懲罰項(xiàng)。

19、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以在每次迭代計(jì)算時(shí)基于像素點(diǎn)與目標(biāo)值相似程度引入迭代懲罰項(xiàng)，能根據(jù)像素的實(shí)際情況精準(zhǔn)調(diào)整計(jì)算過程。通過這種方式，可有效約束計(jì)算結(jié)果，避免因像素值的波動(dòng)或偏離導(dǎo)致的計(jì)算偏差，提高對(duì)演化曲線內(nèi)外像素點(diǎn)灰度值擬合的準(zhǔn)確性，從而增強(qiáng)整個(gè)圖像邊緣分割模型的可靠性，提升零件層高尺寸檢測(cè)的精度。

20、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)模塊，包括：第二引入單元，用于在每次迭代計(jì)算演化曲線內(nèi)部像素點(diǎn)的灰度值擬合值和外部像素點(diǎn)的灰度值擬合值時(shí)，引入卷積核大小可隨迭代懲罰項(xiàng)大小變化的二維高斯卷積核。

21、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以引入卷積核大小隨迭代懲罰項(xiàng)大小變化的二維高斯卷積核，能夠根據(jù)迭代懲罰項(xiàng)動(dòng)態(tài)調(diào)整卷積核大小，使卷積核更好地適應(yīng)圖像在不同迭代階段的特征提取需求，更精準(zhǔn)地處理演化曲線內(nèi)外像素點(diǎn)的灰度值擬合，從而提升圖像邊緣分割的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高零件層高尺寸檢測(cè)的精度。

22、可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述實(shí)際層高尺寸的計(jì)算公式為：

23、，

24、其中，為二維圖像上的一個(gè)像素點(diǎn)，為客觀世界中與其相對(duì)應(yīng)的三維點(diǎn)，z為尺度因子，為列方向上的一個(gè)像素在相機(jī)感光芯片上對(duì)應(yīng)的物理長(zhǎng)度，為行方向上的一個(gè)像素在相機(jī)感光芯片上對(duì)應(yīng)的物理長(zhǎng)度，為感光芯片的橫邊與縱邊之間的夾角，為相機(jī)感光芯片中心在像素坐標(biāo)系下的坐標(biāo)， f為像距，為實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間剛度變換所需的旋轉(zhuǎn)矩陣，為實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間剛度變換所需的偏移向量。

25、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例可以考慮多個(gè)因素，通過納入像距、像素在感光芯片上的物理長(zhǎng)度、感光芯片邊夾角、相機(jī)感光芯片中心坐標(biāo)以及相機(jī)與世界坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)矩陣和偏移向量等眾多參數(shù)，精準(zhǔn)地將二維圖像像素點(diǎn)與客觀世界三維點(diǎn)相關(guān)聯(lián)計(jì)算實(shí)際層高尺寸，有助于在不同的硬件條件和空間關(guān)系下準(zhǔn)確獲取層高尺寸，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和適用性。

26、本發(fā)明第三方面實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例所述的用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)方法。

27、本發(fā)明第四方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上的用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)方法。

28、本發(fā)明第五方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)如上的用于激光送絲增材制造的零件層高尺寸檢測(cè)方法。

29、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。