機械視覚は円柱物体の表面欠陥検出において重要な手段です。円柱物体の画像の透視投影歪みは補正が容易ですが、撮影条件は非常に厳しく、傾斜状態が円柱物体の視覚検出の常態です。任意の姿勢の円柱物体表面の透視投影による歪み変形問題に対して、円柱曲面の姿勢推定に基づく画像補正方法を提案します。本方法は円柱画像両側の辺線抽出を基に、円柱半径とシステム撮像パラメータを用いて円柱曲面とカメラ間の姿勢関係を推定し、構築した円柱曲面姿勢変歩幅最適化反復アルゴリズムにより円柱曲面姿勢を精密に計算します。これに基づき、円柱曲面細分格子点と元画像ピクセル座標点の対応関係を構築し、曲面を展開して平面に変換後、展開した細分格子点と補正画像ピクセル座標点の対応関係を確立し、補正画像ピクセル座標点と元画像ピクセル座標点のマッピング関係を作成し、元画像を再サンプリングして補正画像を得ます。実験結果では、円柱曲面姿勢推定の平均距離誤差が0.3 mm、平均角度誤差が0.60°であり、チェスボードを貼付した円柱物体の画像の隣接する角点の平均距離標準偏差は補正前の12.2ピクセルから補正後の0.8ピクセルに減少し、補正後の実シーン画像は円柱曲面上の文字を効果的に認識でき、円柱曲面上の欠陥の計測誤差は0.1 mmを超えません。補正後の円柱物体画像は円柱曲面の傾斜投影歪みと「近くで大きく遠くで小さく」という透視変形を除去し、提案方法の有効性を検証しました。

コンピュータビジョン;画像補正;任意姿勢円柱曲面;透視投影歪み;姿勢推定