一种因瓦水准标尺的检测方法及装置与流程

本发明涉及检测，特别涉及一种因瓦水准标尺的检测方法及装置。

背景技术：

1、因瓦水准标尺一般由因瓦带和铝合金或木质尺身所构成，配合精密数字水准仪，可通过其尺带上宽度与间隔均不同的分划线排列组合传递长度（高程）信息。因瓦水准标尺的分划精度是影响水准测量系统测量精度的重要影响因素之一。因瓦水准标尺在使用过程中可能会存在划痕、磨损、变形等情况，影响测量结果。因此，需要对因瓦水准标尺进行定期检测，以保证水准测量结果量值的准确可靠。

2、对因瓦水准标尺的检测方法，先后经历了人工目视瞄准、光电显微镜和图像传感器的自动化瞄准。但是现有的检测方法测量精度依然较低。亟需提供一种更高测量精度的检测方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种因瓦水准标尺的检测方法及装置。技术方案如下：

2、一方面，提供了一种因瓦水准标尺的检测方法，所述方法包括：

3、利用检测设备获取在对因瓦水准标尺上若干条分划边缘分别瞄准时得到的测量基准值和分划图像；

4、针对每一个分划图像均执行：利用索贝尔算子对该分划图像逐行提取分划边缘位置，得到该分划图像的每一行像元中分划边缘所处的像元位置；利用抗差二次多项式拟合法对每一行像元中分划边缘所处的像元位置进行拟合，得到该分划图像中分划边缘对应的二次多项式；对该二次多项式中的偏移二次项系数进行显著性检验，若显著性检验通过，则确定该分划边缘存在异常，若显著性校验未通过，则基于该二次多项式获取该分划边缘的偏离值；

5、基于显著性校验未通过的多个二次多项式，计算斜率均值；

6、利用所述斜率均值对每一条目标分划边缘的测量基准值进行修正；所述目标分划边缘为显著性校验未通过的二次多项式对应的分划边缘；

7、针对每一个目标分划边缘，均执行：利用该目标分划边缘的偏离值和修正后的测量基准值，计算该目标分划边缘的真实位置，利用该真实位置以及标尺标准确定该目标分划边缘是否存在异常。

8、另一方面，提供了一种因瓦水准标尺的检测装置，所述装置包括：

9、获取单元，用于利用检测设备获取在对因瓦水准标尺上若干条分划边缘分别瞄准时得到的测量基准值和分划图像；

10、提取单元，用于针对每一个分划图像均执行：利用索贝尔算子对该分划图像逐行提取分划边缘位置，得到该分划图像的每一行像元中分划边缘所处的像元位置；利用抗差二次多项式拟合法对每一行像元中分划边缘所处的像元位置进行拟合，得到该分划图像中分划边缘对应的二次多项式；对该二次多项式中的偏移二次项系数进行显著性检验，若显著性检验通过，则确定该分划边缘存在异常，若显著性校验未通过，则基于该二次多项式获取该分划边缘的偏离值；

11、计算单元，用于基于显著性校验未通过的多个二次多项式，计算斜率均值；

12、修正单元，用于利用所述斜率均值对每一条目标分划边缘的测量基准值进行修正；所述目标分划边缘为显著性校验未通过的二次多项式对应的分划边缘；

13、确定单元，用于针对每一个目标分划边缘，均执行：利用该目标分划边缘的偏离值和修正后的测量基准值，计算该目标分划边缘的真实位置，利用该真实位置以及标尺标准确定该目标分划边缘是否存在异常。

14、另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，以实现上述所述的因瓦水准标尺的检测方法的步骤。

15、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述因瓦水准标尺的检测方法的步骤。

16、另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的因瓦水准标尺的检测方法的步骤。

17、本发明提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

18、利用检测设备对因瓦水准标尺上的分划边缘测量过程中同时获取分划图像，利用分划图像提取出分划边缘所处的像元位置，如果标尺上存在损伤，那么每一行像元中分划边缘所处的像元位置可能会不同，基于此，利用抗差二次多项式拟合法对每一行像元中分划边缘所处的像元位置进行拟合，可以得到二次多项式，若二次多项式中的偏移二次项系数显著性校验通过，表明该分划边缘在标尺上呈曲线状，进而可以直接确定该分划边缘存在异常，若二次多项式中的偏移二次项系数显著性校验未通过，表明该分划边缘在标尺上呈直线状，利用该二次多项式可以获取到该分划边缘的偏离值；在获取若干个分划边缘一一对应的若干个分划图像时是采用同一个检测设备获取的，若存在显著性校验未通过的多个二次多项式，表明利用检测设备检测到的测量基准值是在分划边缘存在倾斜的情况下检测的，因此通过计算斜率均值，利用斜率均值对每一条目标分划边缘的测量基准值进行修正，从而可以利用修正后的测量基准值和利用分划图像得到的偏离值计算得到目标分划边缘的真实位置，进而可利用该真实位置以及标尺标准确定目标分划边缘是否存在异常。可见，本方案在检测分划边缘是否存在异常时，具有较高的检测精度。

技术特征：

1.一种因瓦水准标尺的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测设备包括：上位机、步进电机、导轨滑台、激光干涉仪和工业相机；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光干涉仪为双频激光干涉仪，两条激光对应的光束一条为测量光束，另一条为参考光束；其中，测量光束与参考光束之间的水平距离，与参考光束与导轨滑台运动轴线之间的水平距离相等。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光干涉仪的测量值均是经过环境干扰补偿后得到的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述利用索贝尔算子对该分划图像逐行提取分划边缘位置之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定二值化图像中的孤立噪声，包括：

7.一种因瓦水准标尺的检测装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，以实现上述权利要求1-6任一所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种因瓦水准标尺的检测方法及装置，属于检测技术领域。方法包括：利用检测设备获取在对因瓦水准标尺上若干条分划边缘分别瞄准时得到的测量基准值和分划图像；利用索贝尔算子对该分划图像逐行提取分划边缘位置，并利用抗差二次多项式拟合法对每一行像元中分划边缘所处的像元位置进行拟合，对拟合得到的二次多项式中的偏移二次项系数进行显著性检验，并基于显著性校验未通过的多个二次多项式，计算斜率均值；利用所述斜率均值对每一条目标分划边缘的测量基准值进行修正，该目标分划边缘的偏离值和修正后的测量基准值，计算该目标分划边缘的真实位置。本发明在检测分划边缘是否存在异常时，具有较高的检测精度。

技术研发人员：朱传东,李文一,刘雪龙,庞柳青,黄家亮,生迪迪
受保护的技术使用者：中国地震局第一监测中心
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19