[發明專利]一種基于計算機視覺的自動貼標定位方法

在審

• 申請號: 201810904057.2
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109018591A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 劉劍;白迪
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: B65C9/42
• 分類號: B65C9/42;G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 李曉光

本發明涉及一種基于計算機視覺的自動貼標定位方法，步驟為：由圖像采集模塊采集貼標樣本產品的圖像；圖像識別模塊產品圖像進行預處理，再根據需要貼標位置確定感興趣區域；在感興趣區域內進行角點檢測識別標簽的角點的像素坐標，最終準確定位標簽中心點的像素坐標；對攝像機進行標定，由計算機處理控制器中的數據處理模塊根據得到的相機參數完成紙盒圖像中心點像素坐標到世界坐標的轉換，并將得到的標簽中心點的空間位姿作為已知信息返回給機械手；機械手按照輸入的位姿信息確定移動路徑，找到需要貼標的位置點，實現自動貼標操作。本發明能夠保持高速度、高精度、高分辨率以及可以長時間持續不間斷運作，識別率高，測量結果精確。

技術領域

本發明涉及一種定位檢測技術，具體為一種基于計算機視覺的自動貼標定位方法。

背景技術

在傳統工業生產過程中，給產品貼標簽的工序一般由人工完成，成本高、效率低且易出錯，如何提高產品質量程度當今中國制造業的熱點問題。

近年來，人工智能快速發展，計算機視覺作為其中一個分支，利用計算機代替人眼做出測量和判斷，通過圖像攝取設備將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉化成數字化信號，圖像系統對得到的信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果控制現場的設備動作，完成自動貼標，在智能生產線和智能設備的應用中，計算機視覺可以使產品在自動化生產過程中質量更加穩定、產出更加高效。在現有情況中，貼標技術經常出現速度慢、精度低、不穩定的情況，因此，需要設計一種值得推廣、結果準確、容易實現的自動貼標定位方法來保障工業生產的效率。

目前，將計算機視覺技術應用于自動貼標定位的方法尚未見報道。

發明內容

針對現有技術中產品貼標簽由人工完成，成本高且速度慢等不足，本發明要解決的問題是提供一種高速度、高精度、高分辨率的基于計算機視覺的自動貼標定位方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種基于計算機視覺的自動貼標定位方法，包括以下步驟：

由圖像采集模塊采集貼標樣本產品的圖像；

圖像識別模塊產品圖像進行預處理，再根據需要貼標位置確定感興趣區域；

在感興趣區域內進行角點檢測識別標簽的角點的像素坐標，最終準確定位標簽中心點的像素坐標；

對攝像機進行標定，由計算機處理控制器中的數據處理模塊根據得到的相機參數完成紙盒圖像中心點像素坐標到世界坐標的轉換，并將得到的標簽中心點的空間位姿作為已知信息返回給機械手；

機械手按照輸入的位姿信息確定移動路徑，找到需要貼標的位置點，實現自動貼標操作。

所述圖像采集模塊包括CCD工業攝像機、圖像采集卡以及光源，通過CCD工業攝像機對產品進行圖像采集，并將采集到的圖像數據通過圖像采集卡上傳至上位機中；光源作為輔助光照設備用以改善圖像采集效果。

圖像識別模塊對產品圖像進行預處理包括圖像灰度化、圖像二值化以及圖像濾波。

所述識別標簽的角點位置，是利用shi-Tomasi角點檢測原理，當一個窗口在圖像上滑動，若處于平滑區域，窗口在各個方向沒有變化；若處于角點處，窗口在各個方向均有變化，通過窗口在各個方向上的變化程度，判斷是否為角點，由各個角點可知中心點像素坐標。

所述識別標簽的角點位置具體為：

將圖像窗口平移產生灰度變化E(u,v)：

得到：

對于局部微小的移動量[u,v]，表達為：