基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质技术方案

发明专利技术公开了基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质，提取方法包括投射激光线至板材表面，激光线沿板材的边的延伸方向投射。获取图像画面，图像画面为投射有激光线的全部板材的图像。对图像画面进行处理，并根据图像画面中的激光线提取板材的轮廓。增加激光线作为辅助，来加快图像识别的计算过程，同时确保视觉识别的输出结果不受环境光线的干扰。境光线的干扰。境光线的干扰。

【技术实现步骤摘要】
基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质


[0001]本专利技术涉及激光加工中的视觉检测领域，尤其涉及基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质。

技术介绍

[0002]板材在加工过程中，通常会需要用到切割系统。板材通常为方形板材，当板材切割时，其待加工板材的上料位置，可能由于机械机构的误差，或由人工辅助摆放的误差，会出现摆放位置的不确定性。由人工进行切割头与板材的位置校正，精度差效率低，会降低系统的生产效益。
[0003]为了提高切割进度，现在通常采用激光切割，激光切割系统中，通过校正单元，能对提取板材轮廓，对板材的偏差自动校正，解决人工操作效率低的问题。传统的自动校正方法，主要包括基于电容测高技术的切割头巡边方法和基于视觉技术的图像识别方法。
[0004]但对于切割头巡边的方法，存在采样点较多，轮廓提取时间较长的缺点。而且切割头是昂贵的系统核心部件，用于巡边存在潜在的碰撞损坏风险。图像识别方法，通过摄像头捕捉图片，再经过图像处理算法，如轮廓提取算法找到板材边缘，再以点拟合直线近似计算出轮廓曲线。视觉算法比较依赖于环境光线，而设备使用现场的照明条件差异性极大，这给算法适配不同场景带来挑战，造成实际计算结果输出的不稳定。
[0005]因此如何能快速准确的提取方形板材的轮廓，成为激光加工系统中有待解决的问题。

技术实现思路

[0006]为克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，投影激光线作为辅助线，来加快图像识别的计算过程，同时确保视觉识别的输出结果不受环境光线的干扰。
[0007]为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，其特征在于：包括投射激光线至板材表面，所述激光线沿板材的边的延伸方向投射；获取图像画面，所述图像画面为投射有激光线的全部板材的图像；对图像画面进行处理，并根据所述图像画面中的激光线提取板材的轮廓。
[0008]进一步来说，所述对图像画面进行处理，并根据激光线提取板材的轮廓具体包括，首先对所述图像画面进行背景和噪声的过滤，得到激光线的有效像素点；所述有效像素点采用霍夫变换提取出最佳直线方程；根据所述最佳直线方程搜索到激光线在板材上的图像端点坐标；所述激光线在板材上的图像端点坐标通过透视变换映射到板材的平面坐标系中，得到激光线的板材平面端点坐标；通过所述激光线的板材平面端点坐标，获得板材的轮廓。
[0009]进一步来说，所述板材的轮廓获取至少要投影三条激光线，所述激光线包括沿第
一方向投影的至少两条第一激光线和沿第二方向投影的至少一条第二激光线，两条所述第一激光线相互平行，且沿所述板材的第一条边的延伸方向投射，所述第二激光线沿板材与第一条边相邻的第二条边的延伸方向投射。
[0010]进一步来说，所述有效像素点采用霍夫变换提取出最佳直线方程，具体包括如下步骤：将有效像素点的图像直角系坐标P
i
(x
i
，y
i
)转换极坐标（θ
i
，ρ
i
），其中，；利用笛卡尔坐标直线方程，变换为极坐标直线方程；提取在极坐标系中相交于一个交点的所述有效像素点作为直线提取像素点；所述直线提取像素点在图像直角系坐标中的连线方程即为最佳直线方程。
[0011]进一步来说，所述根据所述最佳直线方程搜索到激光线在板材上的图像端点坐标，具体包括如下步骤：计算所有有效像素点到最佳直线方程直线的垂直距离；将所述垂直距离与设置的误差阈值比较，所述垂直距离在误差阈值范围的有效像素点记为实际像素有效点；取这组实际像素有效点的中心点，按照设定的搜索步长分别向最佳直线方程直线的两个方向搜索相邻的实际像素有效点，直到在步长范围内，无法找到新的实际像素有效点为止；此时的实际像素有效点位置即为这条激光线在板材上的图像端点坐标。
[0012]进一步来说，投射所述激光线至板材表面的方式选用静态投影或动态投影中的一种。静态投影和动态投影适用方形的规则板材的轮廓提取。同时动态投影可以生成任意位置的激光线投影，可以通过更密集的激光线，获得更精准的轮廓外形。动态投影还可用于不规则的板材及板材内部的空洞的轮廓提取。
[0013]进一步来说，投射的所述激光线为红光、蓝光、绿光中的一种。优选为红光，红光的波长较长，有良好的穿透力从而达到较强的曝光效果。
[0014]本专利技术的有益效果在于：增加了激光线的辅助投影，这相当于增加了几把刻度精准的尺子，来提高板材视觉轮廓提取的准确性和精度。仅对激光线的数据处理，大大减小了数据处理和运算量。而且由于激光线是确定的直线，投影的亮度远高于环境光反射，使得识别的过程迅速，识别的结果正确率大大提高。
[0015]本专利技术的还提供基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取系统，包括激光投射机构、图像采集机构和处理机构；所述激光投射机构用于投射激光线至板材表面，所述激光线沿板材的边的延伸方向投射；所述图像采集机构用于获取图像画面，所述图像画面为投射有激光线的全部板材的图像；所述处理机构对图像画面进行处理，并根据所述图像画面中的激光线提取板材的轮廓。
[0016]本专利技术还提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例中轮廓视觉提取系统采用静态投影时的系统框图；图2为本专利技术实施例中图像画面的直方图；图3为本专利技术实施例中直线提取像素点在图像直角系和极坐标系中的对应位置；图4为本专利技术实施例中图像采集机构的采集光线映射；图5为本专利技术实施例中图像画面的板材和实际的板材的对比；
图6为本专利技术实施例中板材为方形时的板材平面。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]实施例1本专利技术的基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，包括如下步骤：步骤一、投射激光线至板材表面，激光线沿板材的边的延伸方向投射。
[0020]针对方向的板材，板材的轮廓获取至少要投影三条激光线，三条激光线包括沿第一方向投影的至少两条第一激光线和沿第二方向投影的至少一条第二激光线，两条第一激光线相互平行，且沿板材的第一条边的延伸方向投射。第一激光线与板材的第一条边相邻的两条边相交。第二激光线沿板材与第一条边相邻的第二条边的延伸方向投影，第二激光线与第一条边相交。一个方向上投影的激光线越多，得到该方向上的轮廓精度越高。
[0021]参照附图1所示，投影三条激光线，两条第一激光线沿放置板材的横向投影，并与板材的纵轴相交。一条第二激光线沿板材的纵向投影，并与板材的横轴相交。第一激光线和第二激光线垂直。
[0022]激光线的投射方式可采用静态投影，即固定位置投影，激光线的投影采用包括鲍威尔透镜在内的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，其特征在于：包括投射激光线至板材表面，所述激光线沿板材的边的延伸方向投射；获取图像画面，所述图像画面为投射有激光线的全部板材的图像；对图像画面进行处理，并根据所述图像画面中的激光线提取板材的轮廓。2.根据权利要求1所述的基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，其特征在于：所述对图像画面进行处理，并根据图像画面中的激光线提取板材的轮廓具体包括，首先对所述图像画面进行背景和噪声的过滤，得到激光线的有效像素点；所述有效像素点采用霍夫变换提取出最佳直线方程；根据所述最佳直线方程搜索到激光线在板材上的图像端点坐标；所述激光线在板材上的图像端点坐标通过透视变换映射到板材的平面坐标系中，得到激光线的板材平面端点坐标；通过所述激光线的板材平面端点坐标，获得板材的轮廓。3.根据权利要求1
‑
2任一所述的基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，其特征在于：所述板材的轮廓获取至少要投影三条激光线，所述激光线包括沿第一方向投影的至少两条第一激光线和沿第二方向投影的至少一条第二激光线，两条所述第一激光线相互平行，且沿所述板材的第一条边的延伸方向投射，所述第二激光线沿板材与第一条边相邻的第二条边的延伸方向投射。4.根据权利要求2所述的基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，其特征在于：所述有效像素点采用霍夫变换提取出最佳直线方程，具体包括如下步骤：将有效像素点的图像直角系坐标P
i
(x
i
，y
i
)转换极坐标（θ
i
，ρ
i
），其中，；利用笛卡尔坐标直线方程，变...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩良煜，王文娟，
申请(专利权)人：北京金橙子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：