一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法，包括以下步骤：对其下方机架上的石材进行采集图片，并传输至工控机进行图像数据处理；所述图像数据处理包括：进行识别采集图像中的石材边缘以及对边缘位置进行数据处理的步骤；所述识别采集图像中的石材边缘包括灰度化处理、滤波去噪、提取边缘轮廓的步骤；所述图像数据处理的步骤包括：记录边缘点坐标，将图像坐标转换为现实世界坐标；计算出石材宽度，并储存在工控机数据库；将物理单位数据换算为PLC控制使用的脉冲单位数据。采用本发明专利技术，通过使用线扫相机对石板材宽度尺寸进行实时的测量监控，测量结果精度高且具有客观性、实时性，优于传统人工测量方式。方式。方式。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法


[0001]本专利技术涉及一种石材定厚机加工检测方法，尤其涉及一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着国内建筑行业的发展以及人们生活水平和低碳环保意识的不断提高，天然石材在建筑装饰中备受喜爱，现有的石材大板加工测量中，一般采用人工测量的方式，对石材板材廓形尺寸测量，工作非常繁琐，测量的误差较大，使得石材的利用率降低。而使用石材作为地板或台面装饰必须经过打磨定厚，对于大尺寸的石材大板的打磨，为了实现连续自动磨削就需要对板材进行实时的宽度检测，明显人工测量方式并不能够满足打磨定厚实时测量的要求。部分定厚装备也有采用激光测距传感器实时测量的方法，然而石材打磨过程产生的碎石料水雾等等容易损伤测距传感器，定期维护成本高。为提高石材加工水平，需要一种更加稳定的、高精度的、使用寿命长的在线宽度实时测量方法。
[0003]机器视觉测量技术在汽车、医药、金属加工等行业领域已经有了深入的研究和广泛的应用，但是在石材加工装备行业中，尤其在定厚装备上，尚未有采用机器视觉技术进行实时宽度测量的。机器视觉图像采集装置可以安装于较高的位置，工作环境几乎不受水雾和石料的影响，是一种理想的高精度高稳定性的实时测量方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法。可客观、实时的对石材的定厚加工进行高精度测量，提高打磨生产效率、减少生产损耗、延长磨盘使用寿命、节约生产成本、提高石板材打磨质量。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法，包括以下步骤：
[0006]使用CCD线扫工业相机和高清镜头对其下方机架上的石材进行采集图片，并传输至工控机进行图像数据处理；
[0007]所述图像数据处理包括：进行识别采集图像中的石材边缘以及对边缘位置进行数据处理的步骤；
[0008]所述识别采集图像中的石材边缘包括灰度化处理、滤波去噪、提取边缘轮廓的步骤；
[0009]所述图像数据处理的步骤包括：记录边缘点坐标，将图像坐标转换为现实世界坐标；计算出石材宽度，并储存在工控机数据库；将物理单位数据换算为PLC控制使用的脉冲单位数据。
[0010]其中，所述图像数据处理的步骤具体包括：
[0011](1)记录识别到的边缘点坐标，如边缘点数量大于2则修改阈值重新执行进行轮廓边缘提取，重复执行至边缘点识别数量为2为止，此时认定所识别到的边缘点P1、P2分别为石
板材的两个外边缘点。
[0012](2)记图像坐标P1(x1，y1)、P2(x2，y2)，根据线扫图像特征，计算石板材宽度L＝|x2－x1|；
[0013](3)根据相机像素精度S，将图像上的石板材宽度L转换为实际的物理宽度L
R
，L
R
＝L＊S，并将结果储存在工控机数据库；
[0014](4)将物理单宽度L
R
换算为脉冲单位计数L
p
，记1mm对应1000个脉冲，最终将结果传输至所述工控机以控制定厚磨盘。
[0015]其中，所述滤波去噪使用的滤波器g(i，j)为
[0016][0017]其中，(i，j)表示要计算的核邻域像素坐标，(k，l)表示核中心像素坐标，w(i，j，k，l)为邻域像素值的加权系数，加权系数w(i，j，k，l)取决于空域核d(i，j，k，l)和值域核r(i，j，k，l)的乘积；
[0018]空域核d(i，j，k，l)函数为由几何空间距离决定的滤波器系数，计算公式为：
[0019][0020]其中，σ
d
为空域标准差参数；
[0021]值域核d(i，j，k，l)函数为灰度值特征决定的滤波器系数，计算公式为：
[0022][0023]其中，σ
r
为值域标准差参数。
[0024]其中，所述提取边缘轮廓的步骤包括使用Canny算子作为边缘检测算子，所述边缘检测算子使用二维高斯函数的一阶导数对图像进行平滑处理。
[0025]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术采用了机器视觉技术，使用线扫相机对石板材宽度尺寸进行实时的测量监控，测量结果精度高且具有客观性、实时性，优于传统人工测量方式。另外，测得相关数据会反馈给PLC控制器，再由PLC控制器调整控制定厚装备的磨盘工作轨迹，有利于提升定厚打磨生产效率、减少生产损耗、延长磨盘使用寿命、节约生产成本、提高石板材打磨质量。
附图说明
[0026]图1是本专利技术检测的整体流程示意图；
[0027]图2是图像处理流程的示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。
[0029]如图1所示，本专利技术实施例的一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法，是将1、将基于机器视觉技术的石板材尺寸测量装置架设于定厚装备之前进行自动实时测量，其测量结果可通过PLC反馈给定厚装备，由PLC控制调整定厚装备的磨盘工作轨迹，2、基于机器视觉技术的石板材尺寸测量装置包括相机单元、光源、高速采集卡、工控机以及放置石板的传送机构。相机单元包含CCD线扫工业相机和高清镜头，光源为专用线光源，均固定安装于检测产品上方机架；高速采集卡将相机单元采集图片传输至工控机进行图像数据处理。
[0030]本专利技术实施例的方法包括使用CCD线扫工业相机和高清镜头对其下方机架上的石材进行采集图片，并传输至工控机进行图像数据处理。
[0031]图像数据处理分为两步：第一步，识别采集图像中的石材边缘；第二步，把边缘位置进行数据处理。
[0032]识别采集图像中的石材边缘具体分为三步，一是灰度化处理，二是滤波去噪，三是提取边缘轮廓。
[0033]灰度化处理，是指将采集的彩色图像转换为单通道灰度图，此操作的目的是要使石材与背景图像分离，可将相机采集的RGB三通道分别提取比较，选取区别最明显的做单通道灰度图。
[0034]滤波去噪，是为了降低石材表面粗糙不平与纹理特征对边缘提取的干扰，此处采用具有保边去噪效果的双边滤波器。滤波器g(i，j)输出像素的值依赖于邻域像素值的加权系数w(i，j，k，l)，而加权系数w(i，j，k，l)取决于空域核d(i，j，k，l)和值域核r(i，j，k，l)的乘积。
[0035][0036]此处(i，j)表示要计算的核邻域像素坐标，(k，l)表示核中心像素坐标。
[0037]空域核d(i，j，k，l)函数，就是由几何空间距离决定的滤波器系数，具体公式如下：
[0038][0039]σ
d
为空域标准差参数，根据实际模板计算得到，标准差越大，说明权重差别越小，边缘越模糊，反之标准差越小，边缘越清晰。
[0040]值域核d(i，j，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：使用CCD线扫工业相机和高清镜头对其下方机架上的石材进行采集图片，并传输至工控机进行图像数据处理；所述图像数据处理包括：进行识别采集图像中的石材边缘以及对边缘位置进行数据处理的步骤；所述识别采集图像中的石材边缘包括灰度化处理、滤波去噪、提取边缘轮廓的步骤；所述图像数据处理的步骤包括：记录边缘点坐标，将图像坐标转换为现实世界坐标；计算出石材宽度，并储存在工控机数据库；将物理单位数据换算为PLC控制使用的脉冲单位数据。2.根据权利要求1所述的应用于定厚装备的石板材尺寸机器视觉测量方法，其特征在于，所述图像数据处理的步骤具体包括：(1)记录识别到的边缘点坐标，如边缘点数量大于2则修改阈值重新执行进行轮廓边缘提取，重复执行至边缘点识别数量为2为止，此时认定所识别到的边缘点P1、P2分别为石板材的两个外边缘点。(2)记图像坐标P1(x1，y1)、P2(x2，y2)，根据线扫图像特征，计算石板材宽度L＝|x2－x1|；(3)根据相机像素精度S，将图像上的石板材宽度L转换为实际的物理宽度L
R
，L
R
＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈荣辉，林洁升，
申请(专利权)人：揭阳市合升机械石材有限公司，
类型：发明
国别省市：