一种门把手圆弧的识别与定位方法技术

本发明专利技术涉及圆弧检测算法领域，具体是一种门把手圆弧的识别与定位方法，其具体步骤如下：S1、原始单通道或者三通道图像；S2、Canny边缘检测；S3、灰度图像；S4、计算梯度方位角正切；S5、根据图像1、图像2、图像3和矩阵1，查找圆心；S6、筛选圆弧上的点；S7、遍历图像6，计算弧对应的圆心；S8、遍历center,过滤圆心；S9、根据center求半径；S10、定位大圆弧，对门把手上的圆弧进行了识别与定位，为机器人实现喷涂轨迹自动化提供了可能，现有的圆弧识别和定位是通过多条直线拟合而成的，导致机器人喷涂轨迹不平滑，油漆厚度不均匀，无法满足客户需求；本发明专利技术提供的方法精确地识别和定位到了大圆弧，使喷涂轨迹更平滑，油漆厚度更均匀。油漆厚度更均匀。油漆厚度更均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种门把手圆弧的识别与定位方法


[0001]本专利技术涉及圆弧检测算法领域，具体是一种门把手圆弧的识别与定位方法。

技术介绍

[0002]现有喷涂软件AXPS提供的圆弧检测算法，是通过拟合多条直线进行定位的，如图3所示，该种识别方法，导致轨迹规划出多条直线路径，喷涂路径不平滑，油漆不均匀，这种处理圆弧的技术，已经不满足客户日益增加的精益求精的需求。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提出一种门把手圆弧的识别与定位方法。
[0004]一种门把手圆弧的识别与定位方法，其具体步骤如下：
[0005]S1、原始单通道或者三通道图像：待识别工件放入视觉传感器视野内，获取图像1；
[0006]S2、Canny边缘检测：对图像1进行Canny边缘检测，得到图像2；
[0007]S3、灰度图像：对图像1进行图像灰度化，得到图像3；
[0008]S4、计算梯度方位角正切：
[0009]a、对图像3分别进行X方向和Y方向的梯度运算，得到X方向的梯度图像4和Y方向的梯度图像5；
[0010]b、根据图像4和图像5求梯度方位角正切，得到矩阵1；
[0011]S5、根据图像1、图像2、图像3和矩阵1，查找圆心，具体步骤如下：
[0012]5.1遍历图像2中的第一个点；
[0013]5.2如果该点在图像2中的值不为0，且该点在矩阵1中的值不为0，进入5.4；
[0014]5.3如果5.2中的条件不满足，判断图像2中的点是否遍历结束，否，遍历图像2中的下一个点，回到步骤5.2；是，遍历结束；
[0015]5.4若满足5.2中的点p(x,y)在弧上，那么假设圆心坐标为(a,b)，则圆方程为：
[0016]x＝a+rcosθ,y＝b+rsinθ
ꢀꢀꢀ
(公式1)
[0017]其中r是半径，是参数，消去r即得到：
[0018]b＝a*tanθ
‑
x*tanθ+y
[0019]5.5令图像3的第一列为a；
[0020]5.6计算b的值；
[0021]5.7如果0<b<图像3的总行数，则在该点的累加器矩阵2上加1；
[0022]5.8判断图像3的列数是否遍历结束；
[0023]5.9否，遍历下一列，回到步骤5.6；是，判断图像2中的点是否遍历结束；
[0024]5.10否，遍历图像2中的下一个点，回到步骤5.2；是，遍历结束；
[0025]5.11根据矩阵2计算圆心；
[0026]5.12遍历矩阵2；
[0027]5.13提取矩阵2中的非零点的位置和值，并且放入容器vec中；
[0028]5.14按值第一优先，位置坐标x第二优先，位置坐标y第三优先，对vec进行排序；
[0029]5.15vec中的第一个位置对应的票数最多，肯定是圆心，放入圆心容器vec2中；
[0030]5.16从vec中的第二个位置开始遍历，查找圆心；
[0031]S6、筛选圆弧上的点，具体步骤如下：
[0032]6.1、遍历图像2；
[0033]6.2如果该点p不为0，找到vec2中距离p点最近的圆心nearestCenter；
[0034]6.3根据点p，点nearestCenter和矩阵1，计算p点是否在以点nearestCenter为圆心的弧上，得到图像6：
[0035]S7、遍历图像6，计算弧对应的圆心：
[0036]7.1该点的值不为0，则在圆心vec2中找到最近的圆心；
[0037]7.2将圆心坐标，该点与圆心的距离，该点的坐标放在同一块内存center中；
[0038]7.3判断图像6是否遍历结束；
[0039]7.4判断图像6是否遍历结束；
[0040]7.5否，遍历下一个点，回到步骤7.1；
[0041]7.6是，遍历图像6结束；
[0042]S8、遍历center,过滤圆心；
[0043]8.1如果该圆心对应的弧上的点数量小于经验阈值N_VOTE_T,则在内存中删掉该圆心，该圆心对应的弧上的所有点，以及各个弧上的点与圆心的距离；
[0044]8.2判断遍历是否结束；
[0045]8.3否，遍历center中的下一组数据，回到8.1；
[0046]8.4是，遍历结束，得到圆心坐标，各圆心对应的弧的坐标，各圆心与对应弧的距离的容器center；
[0047]S9、根据center求半径：
[0048]9.1遍历center；
[0049]9.2将center中的圆心与对应弧的距离进行从小到大排序；
[0050]9.3取9.2中的最小值放入容器dists中；
[0051]9.4遍历9.2中第二小值到最大值；
[0052]S10、定位大圆弧：
[0053]10.1取半径最大的一组数据，即圆心坐标，半径值，对应弧上的点坐标；
[0054]10.2遍历弧上点的坐标；
[0055]10.3计算该弧上的点与圆心的距离，判断该距离是否小于经验阈值RADII_T；
[0056]10.4是，该点是真圆弧点，放入容器point_arc中；
[0057]10.5否，该点不是真圆弧点；
[0058]10.6判断弧上的点是否遍历结束；
[0059]10.7否，遍历弧上的下一个点，回到10.2中；
[0060]10.8是，定位结束。
[0061]所述的步骤S5的5.12具体步骤如下：
[0062]5.12.1如果该点的票数不大于经验阈值N_VOTE_T,也不是局部最大值，则该点不是圆心，将该点的票数置为0；
[0063]5.12.2判断矩阵2是否遍历结束；
[0064]5.12.3否，遍历矩阵2下一个点，回到步骤5.12.1中；
[0065]5.12.4是，进入下一步。
[0066]所述的步骤S5的5.16具体步骤如下：
[0067]5.16.1计算当前位置与容器vec2中所有位置的距离，该距离如果大于经验阈值DISTANCE_T，则当前位置也是圆心，放入圆心容器vec2中；
[0068]5.16.2判断vec中的位置是否遍历结束；
[0069]5.16.3否，遍历vec中的下一个位置，转到步骤5.15.1；
[0070]5.16.4是，所有的圆心在容器vec2中，圆心查找结束。
[0071]所述的步骤S6的6.3具体步骤如下：
[0072]6.3.1令p(px,py),nearestCenter(cx,cy)，令矩阵1中坐标为(px,py)的值为tan；
[0073]6.3.2由公式(1)可得，tan＝y
‑
b/x
‑
a,，即y
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种门把手圆弧的识别与定位方法，其特征在于：其具体步骤如下：S1、原始单通道或者三通道图像：待识别工件放入视觉传感器视野内，获取图像1；S2、Canny边缘检测：对图像1进行Canny边缘检测，得到图像2；S3、灰度图像：对图像1进行图像灰度化，得到图像3；S4、计算梯度方位角正切：a、对图像3分别进行X方向和Y方向的梯度运算，得到X方向的梯度图像4和Y方向的梯度图像5；b、根据图像4和图像5求梯度方位角正切，得到矩阵1；S5、根据图像1、图像2、图像3和矩阵1，查找圆心；S6、筛选圆弧上的点，具体步骤如下：6.1、遍历图像2；6.2如果该点p不为0，找到vec2中距离p点最近的圆心nearestCenter；6.3根据点p，点nearestCenter和矩阵1，计算p点是否在以点nearestCenter为圆心的弧上，得到图像6：S7、遍历图像6，计算弧对应的圆心：7.1该点的值不为0，则在圆心vec2中找到最近的圆心；7.2将圆心坐标，该点与圆心的距离，该点的坐标放在同一块内存center中；7.3判断图像6是否遍历结束；7.4判断图像6是否遍历结束；7.5否，遍历下一个点，回到步骤7.1；7.6是，遍历图像6结束；S8、遍历center,过滤圆心；S9、根据center求半径；S10、定位大圆弧。2.根据权利要求1所述的一种门把手圆弧的识别与定位方法，其特征在于：所述的步骤S5的具体步骤如下：5.1遍历图像2中的第一个点；5.2如果该点在图像2中的值不为0，且该点在矩阵1中的值不为0，进入5.4；5.3如果5.2中的条件不满足，判断图像2中的点是否遍历结束，否，遍历图像2中的下一个点，回到步骤5.2；是，遍历结束；5.4若满足5.2中的点p(x,y)在弧上，那么假设圆心坐标为(a,b)，则圆方程为：x＝a+rcosθ,y＝b+rsinθ
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(公式1)其中r是半径，是参数，消去r即得到：b＝a*tanθ
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x*tanθ+y5.5令图像3的第一列为a；5.6计算b的值；5.7如果0<b<图像3的总行数，则在该点的累加器矩阵2上加1；5.8判断图像3的列数是否遍历结束；5.9否，遍历下一列，回到步骤5.6；是，判断图像2中的点是否遍历结束；
5.10否，遍历图像2中的下一个点，回到步骤5.2；是，遍历结束；5.11根据矩阵2计算圆心；5.12遍历矩阵2；5.13提取矩阵2中的非零点的位置和值，并且放入容器vec中；5.14按值第一优先，位置坐标x第二优先，位置坐标y第三优先，对vec进行排序；5.15vec中的第一个位置对应的票数最多，肯定是圆心，放入圆心容器vec2中；5.16从vec中的第二个位置开始遍历，查找圆心。3.根据权利要求2所述的一种门把手圆弧的识别与定位方法，其特征在于：所述的步骤S5的5.12具体步骤如下：5.12.1如果该点的票数不大于经验阈值N_VOTE_T,也不是局部最大值，则该点不是圆心，将该点的票数置为0；5.12.2判断矩阵2是否遍历结束；5.12.3否，遍历矩阵2下一个点，回到步骤5.12.1中；5.12.4是，进入下一步。4.根据权利要求2所述的一种门把手圆弧的识别与定位方法，其特征在于：所述的步骤S5的5.16具体步骤如下：5.16.1计算当前位置与容器vec2中所有位置的距离，该距离如果大于经验阈值DISTANCE_T，则当前位置也是圆心，放入圆心容器vec2中；5.16.2判断vec中的位置是否遍历结束；5.16.3否，遍历vec中的下一个位置，转到步骤5.15.1；5.16.4是，所有的圆心在容器vec2中，圆心查找结束。5.根据权利要求1所述的一种门把手圆弧的识别与定位方法，其特征在于：所述的步骤S6的6.3具...

【专利技术属性】
技术研发人员：马英，刘一帆，王慧星，王玉成，李顺治，张震，易廷昊，
申请(专利权)人：上海埃奇机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：