8、工业图像处理中的定位与方向测量

工业图像处理中的定位与方向测量

在工业图像处理的众多应用领域中，定位是一个至关重要的环节。虽然通常认为应先进行目标识别才能确定目标位置，但定位在结构上相对简单，是一项必不可少的“辅助科学”。

1. 为何从定位开始

在工业制造中，尽管可以假定待检测部件的位置在一定范围内，但这些范围往往无法满足图像处理的要求。例如，在检测任务中，如存在性验证和尺寸测量，需要在极小的区域内搜索目标，而部件位置的微小变化可能导致检测失败。因此，通常需要先确定易于找到且必然在相机视野内的参考对象的位置，再进行检测。

2. 单个对象的位置确定

以火花塞检测为例，即使火花塞安装在工件载体上呈现给相机，实际应用中仍会出现位置的微小变化。这会影响搜索线与螺纹的相交情况，导致测量的轮廓与实际螺纹轮廓不符。以下介绍两种确定单个对象位置的方法。

2.1 使用整个对象进行定位

这是最简单的方法，具体步骤如下：
1. 图像捕获 ：获取包含目标对象的图像。
2. 设置搜索参考位置的感兴趣区域（ROI） ：根据参考对象的类型和预期的定位不确定性，确定搜索参考位置的ROI大小和位置。在火花塞示例中，由于水平位置变化极小，只需搜索图像左侧的特定区域，以找到背景与对象的过渡。
3. 创建参考对象 ：找到背景与参考对象的过渡后，使用轮廓跟踪方法将整个火花塞创建为一个对象。
4. 计算对象属性 ：计算对象重心的坐标，在该示例中，仅关注水平方向的位置。
5.