[發明專利]基于視覺的成捆圓鋼端面中心坐標的獲取系統和方法

有效

• 申請號: 201610193685.5
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105865329B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 黃風山;秦亞敏;張付祥
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種物體中心坐標獲取系統和方法，具體涉及一種基于視覺的成捆圓鋼端面中心坐標的獲取系統和方法。

背景技術

目前，圓鋼是現代工業不可或缺的基礎材料，其應用非常廣泛。為了保證建筑物、鐵軌等的使用壽命，同一建筑物或者同一段鐵軌所應用的圓鋼必須是同一爐生產出來的。但是在作業現場，各種型號的圓鋼雜亂無章的擺放在一起，為了滿足工人在作業時能夠分清不同段位所需圓鋼的要求，就要求在出廠之前必須對每根圓鋼都標上長度、直徑、種類、爐號、生產日期等信息，也就是需要對每根圓鋼進行貼標簽。綜合實際情況考慮，針對圓鋼應用時的特殊性，對圓鋼貼標的最理想的位置就是圓鋼端面。

目前，傳統鋼廠仍然采用人工手動取標、貼標的方法對圓鋼端面進行貼標，這種方法勞動強度大，生產效率低。同時，由于視覺疲勞等因素會造成所粘貼標簽的位置精度達不到要求，出現漏貼錯貼等現象。隨著現代生產的迅速發展，要求貼標必須具有速度快、精度高、自動化等特點，這就需要研發一套自動貼標系統。成捆圓鋼端面中心坐標的獲取為自動貼標系統提供了實現貼標所必須的目標位姿信息。因此，在自動貼標機系統中引入機器視覺對實現圓鋼端面快速識別和圓鋼端面中心位置的精確定位具有非常重大的意義。機器視覺可以在不適于人工作業的惡劣工作環境中替代人工視覺,而且在大批量工業生產過程中,機器視覺檢測可以大幅度提高生產效率和生產自動化程度。以機器視覺為基礎,通過圖像分析和模式識別技術來識別圓鋼端面,進而獲取圓鋼端面中心坐標是實現自動貼標機準確貼標的有效途徑。目前，還沒有針對成捆圓鋼端面進行圖像識別并獲取其中心坐標的系統化方法，或者說還沒有實踐中效果可靠的中心坐標獲取方法。

發明內容

基于以上目的，本發明提出一種基于視覺的成捆圓鋼端面中心坐標的獲取系統，所述系統包括：CCD相機，光源，安裝有圖像存儲和處理程序的計算機和標定板，光源為環形陣列光源，中間開有放置CCD相機的孔，CCD相機放置在環形陣列光源中心孔位置，且正對著成捆圓鋼端面的中心位置，保證成捆圓鋼端面在CCD相機的焦距范圍內，安裝有圖像存儲和處理程序的計算機布置在不遮擋CCD相機采集圖像的位置，CCD相機和光源分別通過通信電纜與安裝有圖像存儲和處理程序的計算機連接在一起，標定板布置在與成捆圓鋼端面對齊的平面上，且保證標定板垂直于水平面。

基于以上目的，本發明還提出了一種使用上述系統的基于視覺的成捆圓鋼端面中心坐標的獲取方法。所述方法包括如下步驟：

1、保證成捆圓鋼的端面與CCD相機的光軸中心垂直，采集待檢測成捆圓鋼端面圖像；

2、對采集的成捆圓鋼端面圖像應用平均值法進行灰度處理；

3、對灰度處理后的成捆圓鋼端面圖像應用中值濾波法進行圖像去噪，改善圖像的質量；

4、對改善后的圖像采用高帽運算法進行圖像增強，增強圓鋼端面圖像的局部圖像信息，加強圓鋼端面與背景物的對比度；

5、對圖像增強后的圓鋼端面圖像采用最大方差閾值分割法進行二值化處理，使灰度圖像變為只有黑白兩種顏色的二值圖像；

6、消除二值圖像中不是目標物的過小和過大區域面積圖像；

7、對只有圓鋼端面圖像的圖片采用分水嶺分割算法進行圖像分割，使粘連在一起的多個圓鋼端面分割開來；

8、對分割后的圖像進行邊緣檢測；

9、對邊緣檢測后的圓鋼端面圖像運用質心法進行中心定位，得到每個圓鋼端面中心點的像素坐標；

10、通過采用張正友標定法對CCD相機進行標定，進而由圓鋼端面中心像素坐標得到圓鋼端面中心的世界坐標。

本系統和方法在現有的機器視覺的基礎上，組建了一套能對圓鋼端面進行自動識別，進而檢測出圓鋼端面中心點坐標的視覺系統，可以提高貼標系統的可靠性和貼標作業的質量。

附圖說明

圖1是本發明的基于視覺的成捆圓鋼端面中心坐標的獲取系統結構示意圖；

圖2是本發明的基于視覺的成捆圓鋼端面中心坐標的獲取方法流程圖。

具體實施例