一种视觉圆柱形物料输料方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种视觉圆柱形物料输料方法及系统，该视觉圆柱形物料输料系统包括托盒作业传送带：用于驱动托盒匀速运动；视觉装置：用于获取单位托盒视觉图像；处理器模块：用于对所述单位托盒视觉图像预处理、平滑滤波、边缘检测、相似匹配，求出特征点坐标。本发明专利技术提供了一种视觉圆柱形物料输料方法及系统，通过对视觉装置获取的多张照片进行拼接和处理，准确的识别托盒的边界特征并求出托盒特征点，具有计算速度快、准确性高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种视觉圆柱形物料输料方法及系统
本专利技术涉及到视觉领域，具体涉及到一种视觉圆柱形物料输料方法及系统。
技术介绍
图像处理作为视觉控制的关键技术，可根据物体外部特征提取轮廓进行模板匹配，获取物体在图像中位置坐标信息。在视觉生产中，机器人想要准确确定运动位置并完成取料作业动作，需要运动至物料的特征点。针对圆柱形物料，目前常采用的特征点坐标提取方法为相似匹配法，即通过遍历的方式，以模板去匹配图像中的任意像素点，直至得到相关的特征点坐标；但遍历的方式较慢，容易拖慢机器人的作业速度。因此，如何有效解决圆柱形物料的识别问题且准确高速计算物料的特征点坐标，是实现机器人装盒作业的关键。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种视觉圆柱形物料输料方法及系统，具有计算速度快、准确性高等特点。相应的，本专利技术实施例提供了一种视觉圆柱形物料输料方法，所述视觉圆柱形物料输料方法包括以下步骤：基于视觉装置获取托盒作业传送带的单位托盒视觉图像并基于处理器模块合成所述单位托盒视觉图像；基于处理器模块实时计算Delta机器人的工作区域的托盒视觉图像；基于处理器模块预处理所述工作区域的托盒视觉图像，得到托盒视觉灰度图像；基于处理器模块对所述托盒视觉灰度图像进行平滑滤波，得到滤波托盒视觉灰度图像；基于处理器模块对所述滤波托盒视觉灰度图像进行边缘检测，得到托盒视觉边缘图像；基于处理器模块对圆柱形物料视觉边缘图像进行边缘分离，得到圆柱形物料的实际边缘；基于处理器模块，等距的从所述圆柱形物料的实际边缘提取偶数个边缘特征点，以求平均数的方式，求出所述圆柱形物料的特征点坐标。所述托盒作业传送带的运动速度为v0，所述视觉装置获取的单位托盒视觉图像宽度为l，所述视觉装置获取所述单位托盒视觉图像的间隔时间t1小于所述基于处理器模块合成所述单位托盒视觉图像包括以下步骤：基于所述单位托盒视觉图像的间隔时间t1和所述托盒作业传送带的运动速度v0，得出该相邻两幅单位托盒视觉图像交叠部分的影像；将所述相邻两幅单位托盒视觉图像交叠部分的影像对应的像素点颜色信息取平均值；将所述平均值作为所述单位托盒视觉图像对应的像素点颜色。所述托盒视觉图像和托盒视觉灰度图像对应像素点的转换公式为：Gray＝0.11B+0.59G+0.3R其中，Gray为所述托盒视觉灰度图像像素点的灰度值，R、G、B为所述托盒视觉图像对应像素点的颜色值。所述基于处理器模块对所述托盒视觉灰度图像进行平滑滤波，得到滤波托盒视觉灰度图像包括以下步骤：以二维零均值离散高斯函数作平滑滤波器，对所述托盒视觉灰度图像进行平滑滤波，得到滤波托盒视觉灰度图像。所述基于处理器模块对所述滤波托盒视觉灰度图像进行边缘检测，得到托盒视觉边缘图像包括以下步骤：基于Canny算子对所述滤波托盒视觉灰度图像进行边缘检测，得到托盒视觉边缘图像。所述基于处理器模块对圆柱形物料视觉边缘图像进行边缘分离，得到圆柱形物料的实际边缘包括以下步骤：所述圆柱形物料顶面具有花纹区域，所述花纹区域面积小于所述圆柱形物料截面面积；设定一像素点阈值，像素点阈值数量位于花纹区域的像素点数量与圆柱形物料截面的像素点数量之间；基于处理器模块，以遍历的方式，依次计算所述圆柱形物料视觉边缘图像中每一个封闭边缘轮廓所围成的像素点数量；当像素点数量大于所述像素点阈值时，保留对应的边缘轮廓；当像素点数量小于所述像素点阈值时，则删除对应的边缘轮廓。所述偶数个边缘特征点数量为30个。相应的，本专利技术提供了一种视觉圆柱形物料输料系统，所述视觉圆柱形物料输料系统包括托盒作业传送带：用于驱动托盒匀速运动；视觉装置：用于获取单位托盒视觉图像；处理器模块：用于对所述单位托盒视觉图像预处理、平滑滤波、边缘检测、相似匹配，求出特征点坐标。本专利技术实施例提供了一种视觉圆柱形物料输料方法及系统，通过对视觉装置获取的多张照片进行拼接和处理，准确的识别托盒的边界特征并求出托盒特征点，具有计算速度快、准确性高等特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1示出了本专利技术实施例的视觉圆柱形物料输料方法流程图；图2示出了本专利技术实施例的视觉圆柱形物料输料系统结构图；图3示出了本专利技术实施例的单位托盒作业传送带图像拼接原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术实施例的视觉圆柱形物料输料方法流程图，图2示出了本专利技术实施例的视觉圆柱形物料输料系统结构图，图3示出了本专利技术实施例的单位圆柱形物料作业传送带图像拼接原理图。本专利技术实施例的视觉圆柱形物料输料方法包括以下步骤：S101：基于视觉装置获取圆柱形物料作业传送带的单位托盒视觉图像并基于处理器模块合成所述单位托盒视觉图像；正常情况下，如果通过视觉装置直接获取Delta机器人工作末端的工作区域图像，由于Delta机器人工作末端的阻挡，在具体实施中很难完全获取所需的工作区域图像，因此，可通过远端合成和即时计算的方式，基于软件计算的方式获取圆柱形物料作业传送带图像。具体的，针对圆柱形物料作业传送带，所述圆柱形物料作业传送带的运动速度为v0，所述视觉装置获取的单位圆柱形物料视觉图像宽度为l，所述视觉装置获取所述单位圆柱形物料视觉图像的间隔时间t1小于需要说明的是，视觉装置的获取单位圆柱形物料视觉图像的间隔时间t1小于主要是为了使相邻两幅单位圆柱形物料视觉图像具有交叠的部分，通过采用直接合成的方式对相邻两幅单位圆柱形物料视觉图像进行拼接，防止单位圆柱形物料视觉图像在合成时，由于边缘取值过于极限，在拼接时产生过明显的接缝，对圆柱形物料的边缘检测造成影响。具体的，圆柱形物料作业传送带始终保持匀速v0进行运动，则相邻两幅单位圆柱形物料视觉图像的交叠位置宽度理论上总是相同的，本专利技术实施例所述的直接拼接方法，在计算机处理的过程中，首先根据圆柱形物料作业传送带的运动速度和视觉装置的单位圆柱形物料视觉图像获取频率，计算相邻两幅单位圆柱形物料视觉图像交叠部分的宽度，得出该相邻两幅单位圆柱形物料视觉图像交叠部分的影像；然后提取交叠部分中相对应的两个像素点颜色信息，然后将该两个像素点颜色信息求平均，并赋值在合成的圆柱形物料视觉图像中。具体的，以上所述的将该两个像素点颜色信息求平均是根据所述视觉装置的像素点颜色格式决定的，常用的像素点颜色格式为RGB形式，具体的，分别将R、G、B三种颜色具体竖直相加后除以二，即可得到合成的圆柱形物料视觉图像的交叠部分的像素点颜色。通过该处理方式，可尽量减少单位圆柱形物料视觉图像边缘对合成的圆柱形物料视觉图像的影响，降低圆柱形物料边缘检测的错误率。S102：基于处理器模块实时计算Delta机器人的工作区域的圆柱形物料视觉图像；当圆柱形物料作业传送带正常运行时，通过步骤S101可知，任意时刻的圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉圆柱形物料输料方法，其特征在于，所述视觉圆柱形物料输料方法包括以下步骤：基于视觉装置获取托盒作业传送带的单位托盒视觉图像并基于处理器模块合成所述单位托盒视觉图像；基于处理器模块实时计算Delta机器人的工作区域的托盒视觉图像；基于处理器模块预处理所述工作区域的托盒视觉图像，得到托盒视觉灰度图像；基于处理器模块对所述托盒视觉灰度图像进行平滑滤波，得到滤波托盒视觉灰度图像；基于处理器模块对所述滤波托盒视觉灰度图像进行边缘检测，得到托盒视觉边缘图像；基于处理器模块对圆柱形物料视觉边缘图像进行边缘分离，得到圆柱形物料的实际边缘；基于处理器模块，等距的从所述圆柱形物料的实际边缘提取偶数个边缘特征点，以求平均数的方式，求出所述圆柱形物料的特征点坐标。

【技术特征摘要】
1.一种视觉圆柱形物料输料方法，其特征在于，所述视觉圆柱形物料输料方法包括以下步骤：基于视觉装置获取托盒作业传送带的单位托盒视觉图像并基于处理器模块合成所述单位托盒视觉图像；基于处理器模块实时计算Delta机器人的工作区域的托盒视觉图像；基于处理器模块预处理所述工作区域的托盒视觉图像，得到托盒视觉灰度图像；基于处理器模块对所述托盒视觉灰度图像进行平滑滤波，得到滤波托盒视觉灰度图像；基于处理器模块对所述滤波托盒视觉灰度图像进行边缘检测，得到托盒视觉边缘图像；基于处理器模块对圆柱形物料视觉边缘图像进行边缘分离，得到圆柱形物料的实际边缘；基于处理器模块，等距的从所述圆柱形物料的实际边缘提取偶数个边缘特征点，以求平均数的方式，求出所述圆柱形物料的特征点坐标。2.如权利要求1所述的视觉圆柱形物料输料方法，其特征在于，所述托盒作业传送带的运动速度为v0，所述视觉装置获取的单位托盒视觉图像宽度为l，所述视觉装置获取所述单位托盒视觉图像的间隔时间t1小于3.如权利要求2所述的视觉圆柱形物料输料方法，其特征在于，所述基于处理器模块合成所述单位托盒视觉图像包括以下步骤：基于所述单位托盒视觉图像的间隔时间t1和所述托盒作业传送带的运动速度v0，得出该相邻两幅单位托盒视觉图像交叠部分的影像；将所述相邻两幅单位托盒视觉图像交叠部分的影像对应的像素点颜色信息取平均值；将所述平均值作为所述单位托盒视觉图像对应的像素点颜色。4.如权利要求3所述的视觉圆柱形物料输料方法，其特征在于，所述托盒视觉图像和托盒视觉灰度图像对应像素点的转换公式为：Gray＝0.11B+0.59G+0.3R其中，Gray为所述托盒视觉灰度图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，林明勇，何永伦，罗少锋，
申请(专利权)人：华南智能机器人创新研究院，广东省智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44