本发明涉及机器视觉测量，具体是指一种远心视觉系统测量调平方法。
背景技术：
1、机器视觉作为人工智能正在快速发展的一个分支，即用机器代替人眼进行生产活动，是工业生产中不可或缺的技术支撑。通过机器视觉产品获取具有目标物的图像，并传输给专用的图像处理系统，对目标物在图像中的像素分布、亮度、颜色等信息进行解算，获取目标物特征，进而控制设备姿态。
2、投影测量是机器视觉的一个重要发展方向，通常采用远心镜头配合相机组成远心视觉系统，进行零件图像采集。如试件平面尺寸测量、二维数字图像相关测量等。为了提高远心视觉系统的检测精度，在进行相机布置时，需尽可能的使相机靶面与像面平行，以获得准确的待测特征像素尺寸。若相机靶面与像面存在偏角，则无法获取高质量的图像，导致系统开发难度飙升，甚至测量系统不能得到有效测量结果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种对相机靶面与像面之间的相对关系进行快速测量，并能够根据测量结果进行实时调整反馈的远心视觉系统测量调平方法。
2、本发明通过下述技术方案实现：一种远心视觉系统测量调平方法，包括以下步骤：
3、(1)平台粗调，初步使像面与相机靶面平行；
4、(2)标准块放置，将专用标准块放置在像面上，确认标准块位于远新视觉系统视野内；
5、(3)图像采集，通过上位机控制远心视觉系统相机采集包含标准块的图像；
6、(4)对采集到的图像进行预处理；
7、(5)对预处理后的图像进行图像轮廓特征提取；
8、(6)对提取的图像轮廓进行椭圆拟合，获取椭圆的长轴与短轴的长度；
9、(7)根据获取椭圆的长轴与短轴的差值判定图像的像面与远心视觉系统相机的靶面是否平行；
10、(8)根据获取椭圆短轴与像素坐标系x轴的角度与长轴长度，通过调整调平螺栓，调整远心视觉系统相机靶面的高度；
11、(9)重复步骤(3)到步骤(8)的过程，直至远心视觉系统相机的靶面与图像的像面平行。
12、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(1)中，使像面与相机靶面平行的粗调过程为，将视线与远心视觉系统光轴垂直，转动调平螺栓，实现像面与相机靶面平行的粗调过程。
13、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(2)中标准块的轮廓形状为圆形，所述标准块的直径为远心视觉系统视野短边的十分之一，所述标准块的颜色与像面背景色不同，且具有一定对比度，所述标准块的上表面与下表面平行。
14、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(4)中，对图像预处理的过程包括对采集到的图像进行灰度对比、滤波去噪。
15、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(5)中，对预处理后的图像进行图像轮廓特征提取的具体过程为：
16、(5.1)获取分割阈值，即将(0,1)的像素值均分到256个bin中，得到图像直方图，分别将像素个数前三的像素值记为a、b、c，其中a＞b＞c；
17、(5.2)以b为阈值，对图像进行二值化处理获取二值图src_n，以c为阈值，对图像进行二值化处理获取二值图src_w，其中，图像的宽度为w，高度为h；
18、(5.3)提取二值图src_n和src_w的轮廓点，分别记为点集b和点集c。
19、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(5.2)中，以b为阈值，对图像进行二值化处理获取二值图src_n的过程为，当像素点(u，v)的像素值大于b时，令像素点(u，v)的像素值为1，当像素点(u，v)的像素值小于等于b时，令像素点(u，v)的像素值为0，得到二值图src_n；
20、以c为阈值，对图像进行二值化处理获取二值图src_w的过程为，当像素点(u，v)的像素值大于c时，令像素点(u，v)的像素值为1，当像素点(u，v)的像素值小于等于c时，令像素点(u，v)的像素值为0，得到二值图src_w。
21、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(7)中根据获取椭圆的长轴与短轴的差值判定图像的像面与相机靶面是否平行的具体过程为：若椭圆的长轴与短轴的差值为零式，则判定图像的像面与相机靶面平行；若椭圆的长轴与短轴的差值不为零式，则判定图像的像面与相机靶面不平行，进入步骤(8)，调整远心视觉系统相机靶面的高度。
22、为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤(8)中，所述调整远心视觉系统相机靶面的高度具体过程为：
23、(8.1)确定最低调平螺栓：创建一张宽度为w高度为h的空白图像，将点集b和点集c绘制在图像坐标系中，过p点坐标做平行于椭圆短轴的直线l，通过最小二乘法拟合点集b和点集c围成的曲线s，并求出l与s的交点q1(u1，v1)、q2(u2，v2)、q3(u3，v3)，取位于斜率与直线l斜率符号相同的对角线上，以在射线q2qx方向上的螺栓为最低调平螺栓，其中x为1或3，当x＝1时，q2q1＞q2q3，当当x＝3时，q2q1＜q2q3；
24、(8.2)进行角度调整：调高最低调平螺栓直至拟合椭圆短轴与像素坐标系u轴所组成的夹角为0度或90度；
25、(8.3)进行高度调整，当拟合椭圆短轴与像素坐标系u轴所组成的夹角为0时，若沿射线q2qx方向u减小，则同时调高u＝0的两个调平螺栓，增大则同时调高u≠0的两个调平螺栓；当拟合椭圆短轴与像素坐标系u轴所组成的夹角为90度时，若沿射线q2qx方向v增大，则同时调高v≠0的两个调平螺栓，若减小则同时调低v＝0的两个调平螺栓，调整高度h＝n×t/m，其中x为1或3，当x＝1时，q2q1＞q2q3，当当x＝3时，q2q1＜q2q3，m为拟合椭圆的长轴长度，n为拟合椭圆的短轴长度，t为调平螺栓轴线距离。
26、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
27、(1)本发明针对远心视觉系统中像面与相机靶面不平行导致测量结果与真实值存在差异的问题，提供了一种远心视觉系统测量调平方法，该方法能够实现对相机靶面与像面之间的相对关系进行快速测量，并能够根据测量结果进行实时调整反馈；
28、(2)本发明提供的方法进行测量架平台调平时，可用相机实时监测，并在相机画面中显示对应调平螺栓所需旋转圈数，可大幅提高调平效率，进而达到调平速率快，效率高的技术效果；
29、(3)本发明提供的方法进行远心视觉系统像面与靶面的平行调整，无需借助其他测量仪器，且调整精度高，对于机器视觉的投影测量具有积极的促进作用，适宜广泛推广应用。
1.一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(1)中，使像面与相机靶面平行的粗调过程为，将视线与远心视觉系统光轴垂直，转动调平螺栓，实现像面与相机靶面平行的粗调过程。
3.根据权利要求1或2所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(2)中标准块的轮廓形状为圆形，所述标准块的直径为远心视觉系统视野短边的十分之一，所述标准块的颜色与像面背景色不同，且具有一定对比度，所述标准块的上表面与下表面平行。
4.根据权利要求1或2所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对图像预处理的过程包括对采集到的图像进行灰度对比、滤波去噪。
5.根据权利要求1或2所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(5)中，对预处理后的图像进行图像轮廓特征提取的具体过程为：
6.根据权利要求5所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(5.2)中，以b为阈值，对图像进行二值化处理获取二值图src_n的过程为，当像素点(u，v)的像素值大于b时，令像素点(u，v)的像素值为1，当像素点(u，v)的像素值小于等于b时，令像素点(u，v)的像素值为0，得到二值图src_n；
7.根据权利要求1或2所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(7)中根据获取椭圆的长轴与短轴的差值判定图像的像面与相机靶面是否平行的具体过程为：若椭圆的长轴与短轴的差值为零式，则判定图像的像面与相机靶面平行；若椭圆的长轴与短轴的差值不为零式，则判定图像的像面与相机靶面不平行，进入步骤(8)，调整远心视觉系统相机靶面的高度。
8.根据权利要求5所述的一种远心视觉系统测量调平方法，其特征在于，所述步骤(8)中，所述调整远心视觉系统相机靶面的高度具体过程为：
