一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，利用图像传感器实时获取扰流板待打磨点位附近区域的灰度图像，根据灰度分布进行图像分析，确定待打磨点位打磨参数，所述打磨参数包括打磨时长、打磨力、打磨转速，对于双打磨头或多打磨头系统，所述打磨参数还包括打磨头选择，根据打磨参数执行打磨操作。本发明专利技术通过图像传感器、压力传感器、光照度传感器以及机械臂的联合设计与应用，可实现扰流板全自动打磨和程序打磨经验参数的自动获取。自动打磨和程序打磨经验参数的自动获取。自动打磨和程序打磨经验参数的自动获取。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法


[0001]本专利技术属于汽车扰流板
，具体涉及一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法。

技术介绍

[0002]扰流板作为汽车的最外层饰件和保护件，其外观的流线特性和光滑性要求较高。一般汽车扰流板是一次注塑成型产品，需要对注塑浇口进行切割和打磨后方能打包发货。
[0003]传统打磨操作由人工进行，也有采用机械臂进行自动打磨操作的设施，但该类设施一般是根据经验或通过试验获取自动打磨的转速、时间、运动路径等参数，设置固定打磨流程进行自动打磨，包括双打磨头系统打磨过程中切换打磨头等操作均按固定程序进行，缺少对打磨效果的实时反馈与修正，部分自动打磨过的扰流板经人工检测后还需要人工打磨修整；另一方面，虽然获取打磨参数后，固定参数自动程序打磨的整体效率较高，但获取理想参数的过程却较为复杂且漫长。总体而言，无论是获取打磨参数的试验过程，还是正品打磨的生产过程，都存在因缺少有效的实时反馈，整个过程依然显得费时费力、效率不高、自动化程度不高。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术设计了一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，通过图像传感器、压力传感器、光照度传感器以及机械臂的联合设计与应用，可实现扰流板全自动打磨和程序打磨经验参数的自动获取。
[0005]本专利技术设计的一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，其特征在于，利用图像传感器实时获取的扰流板待打磨点位附近区域灰度图像，根据灰度分布进行图像分析，确定待打磨点位打磨参数，根据打磨参数执行打磨操作；包括常规打磨步骤：
[0006]S1、获取并分析图像、确定打磨参数：机械臂驱动使摄像头对准待打磨点位，获取待打磨点位图像并分析，确定待打磨点位打磨参数；
[0007]S2、根据打磨参数切换打磨头、机械臂驱动打磨头靠近待打磨点位，初始待打磨点位坐标根据扰流板类型预设，若为单打磨头，则无需切换操作，直接驱动打磨头靠近待打磨点位；
[0008]S3、根据压力传感器采样值和预设打磨力的差值驱动打磨头靠紧待打磨点位；
[0009]S4、发出转速控制命令驱动转速控制装置带动打磨头旋转；
[0010]S5、根据设定或测算获得的打磨时长进行打磨。
[0011]所述基于图像识别的扰流板自动打磨方法本专利技术称之为自适应的全自动打磨方法，与固定参数自动程序打磨相对应；所述待打磨点位一般是机械臂执行打磨操作时驱动打磨头运动的中心目标点，也是图像区域的中心点位，允许有一定的偏差，如
±
1mm等，误差取决于图像传感器与机械臂的安装误差；事实上打磨操作也是以目标点为中心对局部区域进行打磨，不可能只打磨一个点，因此有时也用待打磨区域表述。
[0012]关于待打磨点位：无论是新型还是成熟型号扰流板，同一型号扰流板都是同样磨具的自动化生产线产品，需打磨的点位及特征是一致的，其待打磨点位和顺序均是根据扰流板成型后的实际情况事先确定的，即使新型扰流板首次确定的点位并不理想，也可以通过本专利技术自动打磨流程，针对各点位打磨完成后的图像进行事后分析，添加或删减打磨点，从而将打磨点位和顺序固定下来，这既有利于固定参数自动程序打磨，也有利于自适应的全自动打磨。
[0013]所述打磨头选择对于单打磨头的打磨系统无需选择，直接应用即可，为阐述方便本专利技术统一表述为打磨头选择和/或打磨头切换过程。
[0014]进一步的，所述步骤S3、S4执行先后顺序互换。
[0015]进一步的，所述自动打磨方法还包括打磨确认；
[0016]所述打磨确认包括常规打磨完成后，机械臂驱动使摄像头再次对准已打磨点位，重新获取特征图像，并分析确认，满足要求，进入下一待打磨点位拍摄、分析和打磨程序，否则重新计算打磨参数，再次打磨，循环往复，直至满足要求或程序限制退出。
[0017]进一步的，所述打磨参数包括打磨时长、打磨力、打磨转速、打磨头选择，对于单打磨头系统，所述打磨头选择为固定打磨头，所述获取并分析图像、确定打磨参数包括：
[0018]S11、统计目标区域内图像灰度分布特性，所述目标区域包括以图像中心点为原点长宽固定的中心区域，可用大小固定的波门确定目标区域，所述待打磨点位一般即为图像中心点或在图像中心点附近；对目标区域内的所有像素点统计其灰度方差，或者分别针对行列相邻像素点先计算其灰度差，再针对该二维行列分布的灰度差统计其方差，在统计方差时一般也会同时统计均值，不同对象的均值代表不同的物理意义；对于扰流板的平直部分以灰度方差为基准，圆弧部分以灰度差值的方差为比较基准；
[0019]S12、确定打磨参数：包括参数分档与计算相结合的方法，将打磨时长、打磨力、打磨转速三项参数中的任意两项分别设置为若干档，根据待打磨点位特征和既定的原则先确定待打磨点位的分档打磨参数；剩余参数根据打磨能耗与打磨效果相关性，结合图像灰度分析结果和已确定参数进行计算确定；由于打磨头选择、打磨时长、打磨力、打磨转速可以有无数种组合实现待打磨单个点位的最终打磨效果，采用动态寻优是控制领域研究的常规方向，但对于本专利技术实际工程应用而言，复杂的寻优方案研究并不是紧迫需求，当前更重要的是有一个合理且简便实用的方案，因此根据经验事先分档确定部分参数，再对单个参数进行计算就显得简单实用了。
[0020]进一步的，所述参数分档与计算相结合的方法包括：
[0021]S121、确定分档值：对于双打磨头系统首先选择打磨头，将打磨力在最小值与最大值之间定义若干档固定值，将打磨转速在最小值与最大值之间定义若干档固定值，根据待打磨点点位特性、灰度方差或灰度差方差分别确定对应档位选择；
[0022]S122、计算打磨时长：
[0023]记第一灰度方差阈值H1和第二灰度方差阈值H2，第一灰度差方差阈值D1和第二灰度差方差阈值D2，实时统计的目标区域像素点灰度方差为H，灰度差方差为D；步骤S121确定的分档打磨力为F、打磨转速为V，则使用细打磨头打磨时，打磨时长
[0024]t＝η1H/FV
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(公式1)
[0025]或
[0026]t＝η2D/FV
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(公式2)
[0027]其中，η1为细打磨头灰度效率参数，即单位灰度方差下，达到预定打磨效果所需打磨力、打磨转速、打磨时长的乘积；η2为细打磨头灰度差效率参数，即单位灰度差方差下，达到预定打磨效果所需打磨力、打磨转速、打磨时长的乘积，均可以通过简单试验获得该参数经验值，即对某确定灰度方差或灰度差方差的部位固定打磨力和打磨转速，计量实际打磨时间后可获得相应的效率参数，一般至少进行10次以上试验，用最终的统计均值作为经验效率参数使用；
[0028]使用粗打磨头打磨时，打磨时长
[0029]t＝η3(H
‑
H0)/FV
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，其特征在于，利用图像传感器实时获取的扰流板待打磨点位附近区域灰度图像，根据灰度分布进行图像分析，确定待打磨点位打磨参数，根据打磨参数执行打磨操作；包括常规打磨步骤：S1、获取并分析图像、确定打磨参数；S2、根据打磨参数切换打磨头、机械臂驱动打磨头靠近待打磨点位；S3、根据压力传感器采样值和预设打磨力的差值驱动打磨头靠紧待打磨点位；S4、发出转速控制命令驱动转速控制装置带动打磨头旋转；S5、根据设定或测算获得的打磨时长进行打磨。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，其特征在于，所述步骤S3、S4执行先后顺序互换。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，其特征在于，还包括打磨确认；所述打磨确认包括常规打磨完成后，机械臂驱动摄像头再次对准已打磨点位，重新获取特征图像，并分析确认，满足要求，进入下一待打磨点位拍摄、分析和打磨程序，否则重新计算打磨参数，再次打磨，循环往复，直至满足要求或程序退出。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，其特征在于，所述打磨参数包括打磨时长、打磨力、打磨转速、打磨头选择，所述获取并分析图像、确定打磨参数包括：S11、统计目标区域内图像灰度分布特性，对目标区域内的所有像素点统计其灰度方差，或者分别针对行列相邻像素点先计算其灰度差，再针对该灰度差统计其方差，所述目标区域包括以待打磨目标点位或图像中心点为原点的长宽固定的区域；对于扰流板的平直部分以灰度方差为基准，圆弧部分以灰度差值的方差为比较基准；S12、确定打磨参数：包括参数分档与计算相结合的方法，将打磨时长、打磨力、打磨转速三项参数中的任意两项分别设置为若干档，根据待打磨点位特征和既定的原则先确定待打磨点位的分档打磨参数；剩余参数根据打磨能耗与打磨效果相关性，结合图像灰度分析结果和已确定参数进行计算确定。5.根据权利要求4所述的一种基于图像识别的扰流板自动打磨方法，其特征在于，所述参数分档与计算相结合的方法包括：S121、确定分档值：对于双打磨头系统首先选择打磨头，将打磨力在最小值与最大值之间定义若干档固定值，将打磨转速在最小值与最大值之间定义若干档固定值，根据待打磨点点位特性、灰度方差或灰度差方差分别确定对应档位选择；S122、计算打磨时长：记第一灰度方差阈值H1和第二灰度方差阈值H2，第一灰度差方差阈值D1和第二灰度差方差阈值D2，实时统计的目标区域像素点灰度方差为H，灰度差方差为D；步骤S121确定的分档打磨力为F、打磨转速为V，则使用细打磨头打磨时，打磨时长t＝η1H/FV
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(公式1)或t＝η2D/FV
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(公式2)其中，η1为细打磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立奎，林科，徐俊，封晓平，黄一，
申请(专利权)人：江阴名鸿车顶系统有限公司，
类型：发明
国别省市：