【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及载盘特征检测，具体的说，本专利技术涉及一种视觉自动测量的载盘特征识别系统。
技术介绍
1、载盘是一种常用于工业流水线的装卸、储存和运输设备，在实际的生产过程中，载盘的尺寸、形状及材质等信息是流水线正常生产所需知道的重要参数，为了实现流水线的自动化生产、提高生产效率，多种特征自动识别系统被纷纷提出。
2、针对载盘特征，当前的识别技术主要分为两种。一种是基于传感器的传统识别方式，其中用到诸如位移传感器、测距传感器和颜色传感器等，分别实现尺寸、高度和颜色的识别；这种识别方式需要的成本高、器件易损，并且各类传感器易受外部环境干扰。另一种则是基于图像的视觉识别方式，只需相机、光源和工控机即可实现对载盘尺寸、高度和颜色三方面的识别。
3、当前基于视觉的载盘检测方式存在两方面的不足。首先，当前的高度检测多采用彩色相片的识别方式，在流水线无遮挡的复杂背景环境下易受后方环境的干扰；其次，当前的颜色检测方案由于木质载盘间本身颜色存在一定差异，并且不同光照条件下所获取的彩色图片颜色范围差距较大，通过训练的方式实现的颜色检测有较大的失误可能。
4、针对以上两个问题，提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术的不足，提出了两种解决方案。对载盘高度检测会受背景环境干扰的影响，提出使用正面打光和背面打光图像相减，以获取较清晰边缘，并采用均值滤波的方式，对图像像素横向滤波，以进一步消除背景环境干扰、有助于后续直线检测的方法。对颜色检测识别载盘材
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种视觉自动测量的载盘特征识别方法，包括步骤如下：
4、步骤s1，标定处理；
5、步骤s10，图片采集；
6、由ccd相机获取带有空间坐标刻度的拟标定的载盘图像作为相机标定图像，载盘的长边、短边以及高度分别标定；
7、其中，相机标定图像包括带有实际空间坐标刻度的载盘的长边正面和短边正面图像；
8、其中，所述的步骤s10中的相机标定图像中，包含有一条平行于地面、紧贴被测载盘、能完整测量载盘长度的卷尺，通过在相机标定图像上选取标定点的方式，将图像的像素坐标值和由卷尺刻度读取到的实际空间坐标值逐一对应，存入数组。
9、步骤s11，坐标转换；
10、分别从长、宽、高三个维度对读取到的带有实际空间坐标刻度的载盘图像逐点标记，获取一组与空间坐标点(qx,qy)一一对应的像素坐标点(px,py)，然后由最小二乘法运算公式：
11、
12、式中，i为所对应的组别，minimum为该式所能取到的最小值，
13、计算出可以使该最小二乘式取得最小值的hommat2d矩阵，之后通过：
14、
15、将像素坐标与空间坐标建立一一映射关系的三组仿射变换矩阵，即对应边或对应高度的仿射变换矩阵；
16、步骤s12，保存步骤s11仿射变换矩阵至指定位置；
17、步骤s2，图像处理；
18、步骤s20，将载盘同一面的将载盘同一个面的正反两面打光图像灰度值相减得到1号图像g1，以减弱复杂背景的干扰，
19、步骤s21，由公式
20、g1＝(gfront-gback)·mult+add，
21、对1号图像进行掩膜大小为maskwidth×maskheight的中值滤波，即对掩膜中的灰度升序排列并选取中间值，得到2号图像g2；这可以在一定程度上减少噪声，使柱脚边缘突出，
22、步骤s22，用1号图像和2号图像再次相减得到3号图像g3，是柱脚边缘非常清晰的载盘照片；
23、步骤s23，再用2号图像减去均值滤波后的3号图像平方得到4号图像，达到矫正图像阴影的目的。
24、g4＝g2-mean(g32·waken_coeff)；
25、其中，在图像处理部分，对高度识别和柱脚识别的处理差别主要体现在1号图像到2号图像的中值滤波过程及2、3号图像到4号图像的均值滤波过程，在高度识别时，设置的平滑尺度在滤波过程中所体现的效果是横向模糊，柱脚识别的平滑尺度则设置为可以达到纵向模糊的目的。相比于现有的识别方式，这种处理可以在弱化背景干扰的同时增大后续过程中高度识别的准确度，减少一些非横向线条的干扰。
26、步骤s3，特征识别；
27、步骤s30，载盘柱脚数目与位置识别；
28、使用步骤s24中获得纵向模糊的4号图像，在4号图像包含且尽可能只包含所有柱脚的感兴趣区域内，对4号图像进行二值分割，从而选中所有明亮区域；
29、并挑出其中所有的连通域，根据面积相近及面积阈值条件进行筛选，面积极小的是干扰区域和噪点，面积小于正常柱脚面积一半的是透射展现出的后方柱脚，去除前述筛选，对留下的区域，获取其最小外包矩形的中心点坐标(pcenter_x(1～n),pcenter_y(1～n))和右下角坐标(pbottom_x(1～n),pbottom_y(1～n))，用于通过根据公式
30、pstart(1～n)＝pcenter_x(1～n)*2-pbottom_x(1～n)
31、pend(1～n)＝pbottom_x(1～n)
32、plength＝pl_start(1)-pl_end(n)
33、pwidth＝pw_start(1)-pw_end(n)
34、运算得出载盘长度plength、宽度pwidth、长边各柱脚起边位置pl_start(1)到pl_start(n)、长边终边位置的像素值pl_end(1)到pl_end(n)、短边各柱脚起边位置pw_start(1)到pw_start(n)、长边终边位置的像素值
35、pw_end(1)到pw_end(n)，最后可利用步骤s1的标定处理的仿射变换矩阵
36、
37、将识别结果像素值转换到空间坐标系中，得到相应的空间数值；
38、步骤s31，载盘高度识别；
39、高度识别使用步骤s22中横向模糊后得到的2号图像，在图像包含载盘上边缘在内、靠近两侧未放置物料的感兴趣区域内进行阈值分割，选出图中存在的跳变边缘，并对选出区域按照列坐标升序排列，然后对提取出的各区域骨架进行直线检测，按照直线长度阈值限定，选出符合要求的直线行坐标像素值，同样经过步骤s1中的仿射变换可将像素坐标值下的载盘高度换算为载盘实际高度；
40、步骤s32，载盘材质识别；
41、使用颜色识别方法对载盘材质进行识别，具体为：
42、使用彩色照片，将彩色照片转化为灰度图像后，在包含且尽量只包含一整个柱脚的感兴趣区域r内，对整个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种视觉自动测量的载盘特征识别方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要1所述的一种视觉自动测量的载盘特征识别方法，其特征在于，其中，所述的步骤S10中的相机标定图像中，包含有一条平行于地面、紧贴被测载盘、能完整测量载盘长度的卷尺，通过在相机标定图像上选取标定点的方式，将图像的像素坐标值和由卷尺刻度读取到的实际空间坐标值逐一对应，存入数组。
3.一种使用如权利要求1或2所述的视觉自动测量的载盘特征识别方法的系统，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种视觉自动测量的载盘特征识别方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要1所述的一种视觉自动测量的载盘特征识别方法，其特征在于，其中，所述的步骤s10中的相机标定图像中，包含有一条平行于地面、紧贴被测载盘、能完...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳琦，汪亚洲，王哲睿，廖书奇，孙飞扬，
申请(专利权)人：南京轻机包装机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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