[發明專利]螺釘自動分類系統以及螺釘自動分類方法

無效

• 申請號: 201010600542.4
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102034098A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 趙瑩
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;B07C5/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及基于智能相機的機器視覺檢測系統，具體涉及一種非接觸的螺釘自動分類系統以及螺釘自動分類方法。

背景技術

螺釘是具有各種結構形狀頭部的螺紋緊固件，由于其連接可靠，裝配與拆卸方便，因此被廣泛地應用在機械設備以及裝備制造業中。目前隨著現代工業生產自動化程度的提高，在許多裝配生產線上越來越多的使用機械手進行自動裝配，這就要求裝配線上的螺絲必須經過全檢。另一方面隨著全球電子業的飛速發展，消費類電子越來越復雜化及小型化，即功能越來越多外形卻越來越小，比如筆記本電腦、手機、PDA(個人數字助理)等。這就要求螺釘尺寸也愈發嚴格。

按照螺釘槽型，可以分為十字、一字、內三角、內角四方、內六角、外六角等等。可按照螺釘尺寸進行分類，同時也可依據國際標準進行分類。因此在工程中，必須根據實際應用進行分類檢測。

在我國的制造業中，通常采用機械、人工的傳統方式對螺釘進行檢測分類。利用機械檢測方法人工測出某些參數，即用卡尺或光學放大儀進行尺寸測量，然后再通過數學公式人工計算出零件的尺寸。對于不同槽型的螺釘，通常是使用人工進行篩選。

這種傳統的檢測方法不僅影響工廠效率，而且帶來不可靠的因素，直接影響產品質量與成本。許多檢測工序不僅要求檢測外觀，同時需要準確獲取檢測數據，如零件的寬度、圓孔的直徑以及基準點的坐標，對微小尺寸的精確快速測量、形狀匹配以及顏色辨識等，依靠肉眼根本無法連續穩定地進行，其它物理量傳感器也難以勝任。

另外，現代制造產品種類越來越多，制造精度越來越高，很多場合要求實時、在線、非接觸檢測；現代制造業的發展需要更快速、更有效的產品檢測技術，因此傳統方法的不足以完成。

現代工業生產生活中，用攝像機代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量等的機器視覺系統由此而迅速發展，使得機器視覺系統已成為重要環節之一。用CCD(電荷耦合元件)照相機抓取圖像后送入計算機或專用的圖像處理模塊，通過數字化處理，根據像素分布和亮度、顏色等信息來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。這種方法是把計算機處理的快速性、可重復性與肉眼視覺的高度智能化和抽象能力相結合，它可以廣泛應用于在線測量、逆向工程等主動、實時測量過程，是機器視覺檢測的發展趨勢。

但是，在現有的利用攝像機進行識別、跟蹤和測量的檢測方法中，存在很多問題。首先，現有的利用攝像機的檢測方案比較復雜，不利于操作人員學習、使用和維護該系統，且系統安裝復雜，從而延長了產品的安裝和調試時間。其次，現有的利用攝像機的檢測方案受到相機視頻信號制式帶來的采集速度限制，采集速度無法提高。最后，現有的利用攝像機的檢測方案的可靠性、效率及穩定性都不高，即無法實現較高的可靠性、效率及穩定性。

因此，希望能夠提出一種能夠以較低成本高速有效地對螺釘進行自動分類的技術方案。

發明內容

因此，本發明的一個目的是提供一種能夠以較低成本高速有效地對螺釘進行自動分類的現有的利用攝像機的檢測方法。

根據本發明的第一方面，提供了一種螺釘自動分類系統，其包括：圖像采集及處理裝置，用于采集并處理螺釘的圖像，并產生控制控制信號；接口單元，用于將控制信號傳遞給執行機構；以及執行機構，用于根據所述控制信號來對螺釘執行操作。

在上述螺釘自動分類系統中，所述圖像采集及處理裝置包括黑白CMOS攝像頭以及信息處理模塊。

在上述螺釘自動分類系統中，所述信息處理模塊包括用于控制與通訊的ARM處理器以及用于數據運算的數字信號處理器。

在上述螺釘自動分類系統中，所述執行機構包括機械手臂，并且所述機械手臂用于將螺釘傳輸到不同的位置。

在上述螺釘自動分類系統中，所述信息處理模塊用于：對圖像進行去噪處理，去除噪聲；對圖像進行高斯濾波，得到平滑圖像；利用直方圖均衡化方法，增強圖像，提高視覺效果；對預處理后的圖像進行二值化處理；隨后，對二值化圖像進行邊緣檢測以得到清晰的邊緣圖像。

根據本發明的第二方面，提供了一種螺釘自動分類方法，其包括：利用圖像采集及處理裝置來采集并處理螺釘的圖像，并產生控制控制信號；利用接口單元來將控制信號傳遞給執行機構；以及利用執行機構根據所述控制信號來對螺釘執行操作。

在上述螺釘自動分類方法中，所述圖像采集及處理裝置包括黑白CMOS攝像頭以及信息處理模塊。

在上述螺釘自動分類方法中，所述利用執行機構根據所述控制信號來對螺釘執行操作的步驟包括利用執行機構中的機械手臂將螺釘傳輸到不同的位置。