[發明專利]一種基于機器視覺的輔助劃線系統及其運行方法

在審

• 申請號: 201810922535.2
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109373892A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 郭熙乾
• 申請（專利權）人: 武漢船用機械有限責任公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06K9/46
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

1.一種基于機器視覺的輔助劃線系統，其特征在于：

所述輔助劃線系統包括背景圖像和工件圖像采集器(1)、數據處理器(2)，所述數據處理器(2)包括工件待加工面和定位面輪廓提取模塊(21)、工件初始加工余量檢測模塊(22)、虛擬劃線模塊(23)、工件加工余量實時檢測模塊(24)，所述工件待加工面和定位面輪廓提取模塊(21)的輸入端與背景圖像和工件圖像采集器(1)的輸出端信號連接，工件待加工面和定位面輪廓提取模塊(21)的輸出端依次通過工件初始加工余量檢測模塊(22)、虛擬劃線模塊(23)與工藝系統(3)的輸入端信號連接，所述工件加工余量實時檢測模塊(24)的輸入端與背景圖像和工件圖像采集器(1)、虛擬劃線模塊(23)的輸出端信號連接，工件加工余量實時檢測模塊(24)的輸出端與工藝系統(3)的輸入端信號連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的輔助劃線系統，其特征在于：所述數據處理器(2)還包括警示模塊(25)，所述警示模塊(25)的輸入端與工件加工余量實時檢測模塊(24)的輸出端信號連接，警示模塊(25)的輸出端與工藝系統(3)的輸入端信號連接。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于機器視覺的輔助劃線系統，其特征在于：所述數據處理器(2)還包括與背景圖像和工件圖像采集器(1)信號連接的圖像標定模塊(26)。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于機器視覺的輔助劃線系統，其特征在于：所述虛擬劃線模塊(23)、工件加工余量實時檢測模塊(24)的輸出端均通過接口模塊(4)與工藝系統(3)的輸入端信號連接。

5.一種權利要求1所述的基于機器視覺的輔助劃線系統的運行方法，其特征在于：

所述運行方法依次包括以下步驟：

圖像采集、所述背景圖像和工件圖像采集器(1)于裝夾工件前采集背景圖像，裝夾工件后再采集工件圖像，并將背景圖像和工件圖像信息發送給工件待加工面和定位面輪廓提取模塊(21)；

輪廓提取、所述工件待加工面和定位面輪廓提取模塊(21)根據接收的背景圖像和工件圖像信息提取工件待加工面和定位面的圖像輪廓并發送給虛擬劃線模塊(23)；

初始加工余量檢測、所述虛擬劃線模塊(23)根據接收的圖像輪廓信息計算工件的初始加工余量并將其發送給虛擬劃線模塊(23)，其中，所述工件的初始加工余量為工件的初始加工面和定位面之間的距離H(y)的最小值減去工件的成形尺寸得到的值；

虛擬劃線、所述虛擬劃線模塊(23)先判斷工件的初始加工余量是否小于設定值，若不小于，則計算工件的目標成形面，并對該目標成形面進行虛擬劃線后發送給工藝系統(3)；

加工余量實時檢測、在工件加工過程中，所述背景圖像和工件圖像采集器(1)實時采集工件圖像并將其發送給工件加工余量實時檢測模塊(24)，隨后工件加工余量實時檢測模塊(24)實時計算加工余量并反饋給工藝系統(3)，當工件加工余量實時檢測模塊(24)計算得到加工余量為0時，工藝系統(3)控制工件加工結束，其中，所述加工余量為工件的實時加工面與目標成形面之間的距離。

6.根據權利要求5所述的一種基于機器視覺的輔助劃線系統的運行方法，其特征在于：

所述輪廓提取步驟利用圖像差分算法提取工件待加工面和定位面的圖像輪廓：

D(x，y)＝f(x，y)-f_b(x，y)

上式中，f(x，y)為工件圖像，f_b(x，y)為背景圖像，D(x，y)為差分后的工件圖像。

7.根據權利要求5或6所述的一種基于機器視覺的輔助劃線系統的運行方法，其特征在于：

所述初始加工余量檢測步驟中，

H(y)＝Y_max(x)-Y_min(x)，(x＝1,2，…x_max)

上式中，Y_max(x)、Y_min(x)分別為待加工面法向數值、基準面法向數值，x為遍歷定位面方向的像素點。