[發明專利]一種基于視覺的球桿小球定位系統及方法

在審

• 申請號: 201611108364.7
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108171746A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 鐘鴻飛;覃爭鳴;陳墩金
• 申請（專利權）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于視覺的球桿小球定位系統及方法，其中，所述球桿小球定位系統包括底座、支撐部分、舵機、連桿、橫桿、小球、攝像頭。所述球桿小球定位方法包括以下步驟：S1，獲取圖像并進行轉換；S2，識別球體圖像；S3，定位球心坐標。本發明通過調用攝像頭獲取視屏資料，進而提取感興趣區域，通過圖像識別算法進行小球特征識別，并進行優化濾波，最終完成對球桿系統軌道中小球的位置的定位，改善了傳統的傳感器檢測定位方法定位精度低且可靠性不高的問題，實現了對軌道中小球的精確定位。

技術領域

本發明涉及視覺定位技術領域，具體涉及一種基于視覺的球桿小球定位系統及方法。

背景技術

球桿系統，是一個典型的控制實驗研究設備，其主要用于以下兩大途徑，教學實驗和控制理論的驗證。作為教學實驗用途，不僅能滿足現代控制工程以及自動控制原理等課程的實驗要求，而且也可以作為模式識別、電機學等課程的實驗研究設備，是教師學生進行科學研究的理想平臺；作為對控制理論的檢驗設備，它可以完成對新提出的控制理論的可行性進行驗證。綜上顯然，對球桿系統的研究具有重要意義。

目前主流球桿系統中關于小球位置的檢測方法主要有兩種，直線位移傳感器檢測法和光電傳感器法。光電傳感器對周圍環境適應性差，精度不高，測量時存在一定的抖動性。而直線位移傳感器檢測法，其要求小球必須為鋼球，這使得小球在運動時慣性較大，控制難度較大。再者，這種接觸式方式易造成傳感器磨損，使用壽命短，抗干擾能力差，并且要求有絕對穩定的電壓輸入。

機器視覺系統是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置)把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單元，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。進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。在球桿系統中引入基于機器視覺的圖像識別技術，可大大提高小球定位的精確性。

專利“一種機器人智能投影的白墻定位方法及機器人，申請號CN201610569641.8”公開了一種機器人智能投影的白墻定位方法及機器人，該機器人進入指定區域，攝像頭對區域空間進行360度有序拍照并儲存至存儲器；機器人的圖像識別模塊對上述拍照所產生的系列照片進行識別，并反饋多個合格的白墻位置照片信息；通過所反饋的白墻位置照片信息選擇確定白墻投影位置。對攝像頭所拍攝圖像進行識別，篩選合格的白墻供用戶選擇。

專利“一種基于機器視覺的發動機氣缸體鑄件的定位方法，申請號CN201610394640.4”提出了包括缸體的圖像獲取，缸體的圖像處理以及缸體的識別和定位等一整套方法。其中還包括灰度化、二值化、反色處理、區域閥值分割、開閉操作和區域填補等圖像處理方法，獲得了簡單且符合精度要求的定位方法。

通過上述專利分析，發現在現有的機器視覺技術應用到定位系統中，存在圖像處理不完善、定位精度低、可靠性不高的問題。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，尤其解決現有的球桿系統中傳統的傳感器檢測定位方法定位精度低且可靠性不高的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種基于視覺的球桿小球定位系統，所述球桿小球定位系統包括底座、支撐部分、舵機、連桿、橫桿、小球、攝像頭。其中：

所述支撐部分和舵機放置于底座上；所述支撐部分用于固定一邊的橫桿和攝像機；所述舵機通過接收指令，控制整個系統的運行；所述連桿與舵機相連，通過舵機的驅動，可以帶動橫桿，從而控制小球在橫桿上的位置；所述橫桿放置于支撐部分上，用于作為小球運行的軌道；所述攝像機用于獲取小球運行過程中的圖像，并通過串口傳給計算機進行圖像處理。

一種基于視覺的球桿小球定位系統實現的小球定位方法，所述方法包括以下步驟：

S1，獲取圖像并進行轉換；

S2，識別球體圖像；

S3，定位球心坐標。