运动状态判别和运动定位方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种运动状态判别和运动定位方法、系统、设备及存储介质，通过运用机器视觉方法，快速判别工件的旋转是否同轴旋转，即工件安装是否到位，节省加工前的准备时间；以及将目标的运动估计转化为特定目标模式的快速定位算法，从而减小算法的复杂度，此外，运用数字图像处理方法，有效地利用先验知识以及完备的目标模式特征，能够实现目标的快速、准确定位追踪，从而提高生产效率，保障产品一致性。保障产品一致性。保障产品一致性。

【技术实现步骤摘要】
运动状态判别和运动定位方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及运动状态判别和运动定位
，尤其涉及一种运动状态判别和运动定位方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在陶瓷微细加工中，工件通过夹具的旋转，实现切削加工。一方面，工件旋转的状态，如是否同轴旋转，会直接影响工件加工的质量(一般情况下，要求同轴旋转)；另一方面，当需要对非同轴旋转的工件进行偏移量调整时，需要得到非同轴旋转的偏移量，在实际应用中一般等同于工件轴心旋转的轨迹圆半径，如图1所示，这一半径或偏移量，需要通过对工件轴心进行快速运动定位追踪实现。
[0003]目前，非同轴旋转的夹具调整过程，一般采用人工的方法完成，如图2所示，左侧为调整前的图像，中间为调整过程，右侧为调整后的图像，即是将小圆表示的椎管中心点(即图中的孔1轴心)，通过图中箭头的调整，使得图中的椎管中心点和夹具中心(即图中的主旋转轴轴心)的两个圆心重合。
[0004]上述人工完成的过程，通过人眼判断是否同轴旋转，以及进行工件轴心运动定位，需要脑力和体力劳动的较大投入，一方面操作者较易疲劳，另一方面，没有客观准则，都需要主观判断，人工操作的生产效率不高，产品一致性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种运动状态判别和运动定位方法、系统、设备及存储介质，能够通过对工件运动状态进行跟踪与监控，实现快速定位追踪，从而快速实现工件旋转偏移量的全自动化的准确调整，将显著提高产品的生产效率，大大节省人力成本。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种运动状态判别和运动定位方法，包括：
[0008]采集工件旋转图像，利用视觉处理的方法，判断工件旋转状态是否同轴旋转；
[0009]若为非同轴旋转，则利用数字图像处理方法，估计工件轴心目标所在视频帧的范围，并基于工件轴心目标的模式特征检测出工件轴心目标。
[0010]一种运动状态判别和运动定位系统，基于前述方法实现，该系统包括：
[0011]运动状态判别单元，用于采集工件旋转图像，利用视觉处理的方法，判断工件旋转状态是否同轴旋转；
[0012]运动定位单元，用于当工件旋转状态为非同轴旋转时，利用数字图像处理方法，估计工件轴心目标所在视频帧的范围，并基于工件轴心目标的模式特征检测出工件轴心目标。
[0013]一种处理设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
[0014]其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现前述的方法。
[0015]一种可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时实现前述的方法。
[0016]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，1)运用机器视觉方法，快速判别工件的旋转是否同轴旋转，即工件安装是否到位，节省加工前的准备时间。2)将目标的运动估计转化为特定目标模式的快速定位算法，从而减小算法的复杂度。3)运用数字图像处理方法，有效地利用先验知识以及完备的目标模式特征，能够实现目标的快速、准确定位追踪，从而提高生产效率，保障产品一致性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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他附图。
[0018]图1为本专利技术
技术介绍
提供的非同轴旋转时的调整原理图；
[0019]图2为本专利技术
技术介绍
提供的轴心调整过程原理示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的一种运动状态判别和运动定位方法的流程图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的目标区域的像块划分及像块搜索顺序示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例提供的像块交叠的选择示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例提供的运动状态判别和运动定位主要步骤的流程图；
[0024]图7为本专利技术实施例提供的一种运动状态判别和运动定位系统的示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例提供的一种处理设备的示意图。
具体实施方式
[0026]下面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。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0027]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0028]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0029]下面对本专利技术所提供的一种运动状态判别和运动定位方案进行详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术实施例中所用仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0030]实施例一
[0031]如图3所示，一种运动状态判别和运动定位方法，主要包括如下步骤：
[0032]步骤1、采集工件旋转图像，利用视觉处理的方法，判断工件旋转状态是否同轴旋转。
[0033]本步骤的优选实施方式如下：
[0034]步骤a、确定初始视频帧的模式像块B0，即包含工件轴心点(也即前文提到的椎管中心点)的像块；令：用于检测的最大运动帧数为N，最大时间为T，视频帧序号i＝0。
[0035]步骤b、计算初始视频帧模式像块B0的均值m0。
[0036]步骤c、令M＝(((m0+m
i
)/2
‑
m0)<m
t
)？1:0，其中，m
i
为第i帧的对应模式像块的均值，m
t
为均值阈值；上式中，如果满足((m0+m
i
)/2
‑
m0)<m
t
，则M＝1，此时转入步骤d；否则，M＝0，此时判别为非同轴旋转。
[0037]步骤d、当1<i<N，且i*t<T时，令i＝i+1，并转入步骤c；其中，t为相邻视频帧的时间间隔，示例性的，t＝25ms。
[0038]步骤e、i>N，或者i*t>T，且所有的M＝1，则判别为同轴旋转。
[0039]步骤2、若为非同轴旋转，则利用数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运动状态判别和运动定位方法，其特征在于，包括：采集工件旋转图像，利用视觉处理的方法，判断工件旋转状态是否同轴旋转；若为非同轴旋转，则利用数字图像处理方法，估计工件轴心目标所在视频帧的范围，并基于工件轴心目标的模式特征检测出工件轴心目标。2.根据权利要求1所述的一种运动状态判别和运动定位方法，其特征在于，所述利用视觉处理的方法，判断工件旋转状态是否同轴旋转包括：步骤a、确定初始视频帧的模式像块B0，即包含工件轴心点的像块；令：用于检测的最大运动帧数为N，最大时间为T，视频帧序号i＝0；步骤b、计算初始视频帧模式像块B0的均值m0；步骤c、令M＝(((m0+m
i
)/2
‑
m0)<m
t
)？1:0，其中，m
i
为第i帧的对应模式像块的均值，m
t
为均值阈值；上式中，如果满足((m0+m
i
)/2
‑
m0)<m
t
，则M＝1，此时转入步骤d；否则，M＝0，此时判别为非同轴旋转；步骤d、当1<i<N，且i*t<T时，令i＝i+1，并转入步骤c；其中，t为相邻视频帧的时间间隔；步骤e、i>N，或者i*t>T，且所有的M＝1，则判别为同轴旋转。3.根据权利要求1所述的一种运动状态判别和运动定位方法，其特征在于，所述估计工件轴心目标所在视频帧的范围包括：通过视频的帧差运算，确定视频的前景和背景，所述工件轴心目标位于视频的前景范围中；或者，通过工件的最大最小转速，确定相邻视频帧中工件轴心目标的移动距离，判断工件轴心目标出现的范围。4.根据权利要求1所述的一种运动状态判别和运动定位方法，其特征在于，所述基于工件轴心目标的模式特征检测出若干工件轴心目标包括：基于像块的目标粗筛选与基于像素的目标细检测；其中：所述基于像块的目标粗筛选包括：采用像块模式特征检测方法或者块匹配算法，筛选出一系列工件轴心目标所...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪林，王宁，谭毅成，韩永强，
申请(专利权)人：合肥商德应用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：