用于定义对象的轮廓的方法技术

一种用于定义对象(80)的轮廓(90、100)的方法包括以下步骤：将对象(80)放置在显示器(50)上；在显示器(50)上突出显示非受阻像素(120)；在显示器(50)上突出显示受阻像素(130)；以及捕获显示器(50)的第一图像。非受阻像素(120)在第一图像中可见而受阻像素(130)在第一图像中不可见，该信息用于单独基于非受阻像素(120)的位置、单独基于受阻像素(130)的位置、或基于非受阻像素(120)和受阻像素(130)的位置来定义轮廓(90、100)的至少一部分。轮廓定义由此基于开/关信号，即各个像素(60)(其在显示器(50)上的位置已知)是否可见，而非基于图像上的梯度。图像上的梯度。图像上的梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于定义对象的轮廓的方法


[0001]本专利技术涉及标识对象及其位置，特别是在在机器人应用中标识对象及其位置。

技术介绍

[0002]视觉系统广泛用于工业自动化解决方案，以检测和确定各种对象的位置。传统视觉系统通常基于能够在图像上的梯度的基础上将对象与背景区分开的轮廓识别算法。所检测的对象的轮廓的准确性取决于可能会依据外部因素(如照明条件)而发生变化的相应算法的性能。视觉系统通常是机器人系统的可选部分，增加整个机器人系统的成本。
[0003]仍然期望提供一种用于定义对象的轮廓的改进方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供一种用于定义对象的轮廓的改进方法。具体地，本专利技术的一个目的是提供一种对外部条件不如传统视觉系统敏感的方法。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种用于机器人应用的改进视觉系统。具体地，本专利技术的另一目的是提供一种使得能够使用简单且鲁棒的轮廓识别算法的视觉系统。
[0006]这些目的通过根据所附权利要求1所述的方法和根据所附权利要求9所述的设备来实现。
[0007]本专利技术基于以下认识：通过检测显示器上位置已知的各个像素的可见性，可以基于开/关信号而非基于图像上的梯度定义对象的轮廓。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于定义对象的轮廓的至少一部分的方法。该方法包括以下步骤：将对象放置在显示器上；在显示器上突出显示非受阻像素；在显示器上突出显示受阻像素；以及捕获显示器的第一图像，非受阻像素在第一图像中可见而受阻像素在第一图像中不可见。单独基于非受阻像素的位置、单独基于受阻像素的位置、或基于非受阻像素和受阻像素的位置来定义轮廓的至少一部分。
[0009]通过基于各个像素的可见性定义轮廓，该方法变得稳健，因为第一图像的每个观察部分只能获得两个离散值。应当理解，所突出显示的像素是非受阻像素还是受阻像素是事先不知道的，因为这是在分析第一图像后才发现的。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，该方法包括以下步骤：确定轮廓在非受阻像素与受阻像素之间通过或穿越非受阻像素和受阻像素中的一个像素。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，该方法包括以下步骤：取消突出显示非受阻像素并且捕获显示器的第二图像，受阻像素在第二图像中不可见。取消突出显示非受阻像素使得能够突出显示与其相关的受阻像素；可能无法同时突出显示彼此靠近的两个像素。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，非受阻像素和受阻像素彼此相邻。通过这种规定，轮廓根据本专利技术以一个像素的准确性(即，最大准确性)获得。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，该方法包括以下步骤：突出显示非受阻像素与受阻像素之间的中间像素；捕获显示器的第三图像；在第三图像的基础上确定中间像素是非受阻
像素还是受阻像素。通过确定中间像素的可见性，可以提高所定义的轮廓的准确性，直至任一对的非受阻像素和受阻像素之间不存在中间像素。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，该方法包括以下步骤：单独基于多个非受阻像素的位置、单独基于多个受阻像素的位置、或基于多个非受阻像素和多个受阻像素的位置来定义轮廓的至少一部分。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，该方法包括以下步骤：借助于传统轮廓识别算法获得对象的视觉轮廓。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，该方法包括以下步骤：以包括多个操作的顺序突出显示所有像素；在每次操作期间捕获显示器的图像以获得多个图像；以及针对每个像素，在多个图像的基础上确定其是非受阻像素还是受阻像素。
[0017]根据本专利技术的第二方面，提供了一种视觉系统，包括具有显示器的平板计算机，该显示器具有布置在相应行和列中的多个像素。相机相对于显示器布置在固定位置。视觉系统还包括反射镜和固定装置，该固定装置限定平板计算机与反射镜之间的固定相对位置。视觉系统被配置为通过反射镜捕获显示器的图像。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，视觉系统被配置为捕获整个显示器的图像。
[0019]根据本专利技术的第三方面，提供了一种机器人系统，包括工业机器人和上述视觉系统中的任一视觉系统。
附图说明
[0020]将参考附图对本专利技术进行更详细的解释，其中
[0021]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的视觉系统；
[0022]图2示出了对象放置在其显示器上并且像素阵列得以突出显示的平板计算机；以及
[0023]图3示出了图2中细节的放大图。
具体实施方式
[0024]参考图1，根据本专利技术的一个实施例的视觉系统10包括平板计算机20、反射镜30、以及限定平板计算机20与反射镜30之间的固定相对位置的固定装置40。平板计算机20包括具有布置在相应行和列中的多个像素60(参见图3)的显示器50以及相对于显示器50处于固定位置的相机70。视觉系统10被配置为使得相机70能够经由反射镜30捕获整个显示器50的图像，并且将所捕获的图像转换为图像数据。在本公开的上下文中，“捕获图像”应当被广义地解释为涵盖获得包括用于生成图像的信息的图像数据的任何合适的手段。
[0025]当对象80放置在显示器50上时，它从相机的角度阻碍了像素60中的一些像素60，在显示器50上定义受阻区域和对应真实轮廓。在本公开中，术语“真实轮廓”是指从相机的角度来看的对象80的真实轮廓90、100(参见图2)。如果所有像素60都使用适当的背景颜色照亮，则在受阻区域与剩余显示器50之间产生对比，并且可以借助于传统轮廓识别算法获得从相机的视角来看的对象80的视觉轮廓。在本公开中，术语“视觉轮廓”是指视觉系统10使用传统轮廓识别算法感知的对象80的轮廓90、100。如照明条件、光折射和轮廓识别算法的性能等之类的因素可能会导致真实轮廓与视觉轮廓之间存在一定误差。还可能无法将相
机70同时聚焦到显示器50的所有区域，尤其是在从显示器50到相机70的光经由反射镜30反射时，这可能是另一误差因素。由于像素60非常小，诸如最大尺寸的量级为1/10mm，所以误差的幅度可能为几个像素60。
[0026]另一方面，甚至可以从图像数据中提取相对于相邻像素60突出显示的单个像素60。也就是说，如果突出显示了单个像素60，则可以从图像数据中推断出该像素60是否从相机的视角来看可见，或它是否位于受阻区域上从而不可见。由于每个像素60与相机70之间的位置关系已知，所以理论上可以基于各个像素60从相机的角度的可见性以一个像素60的准确性而获得对象80的轮廓。在本公开中，术语“轮廓”是指根据本专利技术获得的对象80的轮廓90、100，该轮廓包括对象80与显示器50相关的所有部分轮廓90、100，其包括外部轮廓90和暗示对象80包含一个或多个贯通开口的一个或多个可能内部轮廓或多个轮廓100。
[0027]在本公开的上下文中，术语“突出显示”应当被广义解释为涵盖向像素60或像素组60提供与相邻像素60相关的高对比度的任何合适手段。这可以通过打开要突出显示的像素60而同时关闭相邻像素60、通过关闭要突本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于定义对象(80)的轮廓(90、100)的至少一部分的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
将所述对象(80)放置在显示器(50)上；
‑
在所述显示器(50)上突出显示非受阻像素(120)；
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在所述显示器(50)上突出显示受阻像素(130)；以及
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捕获所述显示器(50)的第一图像，所述非受阻像素(120)在所述第一图像中可见，并且所述受阻像素(130)在所述第一图像中不可见；其特征在于，单独基于所述非受阻像素(120)的位置、单独基于所述受阻像素(130)的位置、或基于所述非受阻像素(120)和所述受阻像素(130)的位置来定义所述轮廓(90、100)的至少一部分。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
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确定所述轮廓(90、100)在所述非受阻像素(120)与所述受阻像素(130)之间通过或穿越所述非受阻像素(120)和所述受阻像素(130)中的一个像素。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
‑
取消突出显示所述非受阻像素(120)；以及
‑
捕获所述显示器(50)的第二图像，所述受阻像素(130)在所述第二图像中不可见。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非受阻像素(120)和所述受阻像素(130)彼此相邻。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
‑
突出显示所述非受阻像素(120)与所述受阻像素(130)之间的中间像素(60)；
‑
捕获所述显示器(50...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳坦，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：