[發(fā)明專利]一種用于散堆抽芯鉚釘識別定位的圖像處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910148468.8
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN110059540B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔海華;田威;姜濤;李宇飛;程筱勝;廖文和
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06V20/60
• 分類號: G06V20/60;G06V10/24;G06V10/22;G06V10/30;G06V10/74
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明提出一種用于散堆抽芯鉚釘識別定位的圖像處理方法，該方法利用混合形態(tài)學(xué)與閾值化處理的方法進行圖像預(yù)處理，初步提取出鉚釘?shù)拇箢^輪廓；再利用相似度濾除的方法精確提取出大頭輪廓；創(chuàng)立單像素掩模并進行多重掩模相減運算，采用閾值化處理原圖像，在得到的輪廓主方向上繪制單像素點，創(chuàng)建單像素掩模；掩模圖像減去原二值圖，統(tǒng)計相減后的圖像中單像素點的個數(shù)；進行多次掩模圖像相減，并統(tǒng)計處理之后圖像中單像素數(shù)量隨疊加次數(shù)的變化規(guī)律；最終根據(jù)掩模圖像變化結(jié)果進行抓取方向的判定。本發(fā)明能夠從原始圖像最終獲得抓取位姿，并且保證獲得的位姿是100%準(zhǔn)確的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體指代一種面向散堆抽芯鉚釘識別與定位的圖像處理方法。

背景技術(shù)

隨著計算機視覺技術(shù)和機器人技術(shù)不斷發(fā)展，視覺引導(dǎo)機器人抓取也逐漸成為自動化、智能化工業(yè)生產(chǎn)的主流趨勢。將視覺系統(tǒng)固定安裝與機器人末端，并對視覺坐標(biāo)系和機器人坐標(biāo)系進行精確標(biāo)定，抓取目標(biāo)的信息經(jīng)過提取和測量之后便可轉(zhuǎn)到機器人坐標(biāo)系下，并引導(dǎo)機器人抓取。機器人視覺已經(jīng)逐漸在航空航天、交通運輸、醫(yī)療裝備、智能制造等領(lǐng)域占據(jù)主要地位。

利用機器人進行視覺引導(dǎo)鉚釘抓取的過程中，視覺系統(tǒng)必須準(zhǔn)確的計算出鉚釘?shù)奈恢煤妥藨B(tài)，從而發(fā)送給機器人，完成抓取工作。抽芯鉚釘是一種特殊的航空的鉚釘，由釘頭和釘桿組成。大量的鉚釘散亂的堆疊在釘盒中，釘頭和釘桿相互遮擋，這影響了視覺的三維定位。所以，在進行視覺三維重建之前，應(yīng)首先從圖像中提取出鉚釘。圖像處理的主要任務(wù)是從散堆圖像中分割出鉚釘?shù)拇箢^輪廓，進一步獲得抓取點和抓取方向。航空裝配的容錯率為0，所以圖像處理需要100％準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

針對于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于散堆抽芯鉚釘識別定位的圖像處理方法，以實現(xiàn)通過圖像處理，從散堆的抽芯鉚釘圖像中提取鉚釘?shù)拇箢^輪廓，并計算出100％穩(wěn)定的抓取點和抓取方向；本發(fā)明的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中散堆抽芯鉚釘提取與位姿計算問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種用于散堆抽芯鉚釘識別定位的圖像處理方法，包括步驟如下：

1)圖像預(yù)處理提取出釘頭的初步輪廓；

2)采用模板匹配和相似度的方法進一步對釘頭的初步輪廓進行過濾；

3)多重單像素掩模模板疊加對鉚釘抓取方向進行檢測和修正。

優(yōu)選地，所述步驟1)具體包括：將抽芯鉚釘放置在黑色背景的鉚釘盒中，采集鉚釘圖像后進行圖像濾波和去噪；根據(jù)可控光源的環(huán)境和鉚釘釘頭、釘桿的反光特性，進行多次形態(tài)學(xué)腐蝕運算，將釘桿的圖像全部去除，釘桿的輪廓保留下來；閾值化處理，將釘桿的輪廓完全去除；多次形態(tài)學(xué)膨脹運算，將釘頭的輪廓復(fù)原與原始圖像相同，釘桿的輪廓消失。

優(yōu)選地，所述步驟2)中采用相似度濾除的方法去除步驟1)預(yù)處理中沒有去除的瑣碎輪廓。

優(yōu)選地，所述步驟3)具體包括：采用閾值化處理原始圖像，在得到的輪廓主方向上繪制單像素點，創(chuàng)建單像素掩模；掩模圖像減去原二值圖，統(tǒng)計相減后的圖像中單像素點的個數(shù)；進行多次掩模圖像相減，并統(tǒng)計處理之后圖像中單像素數(shù)量隨疊加次數(shù)的變化規(guī)律；最終根據(jù)掩模圖像變化結(jié)果進行抓取方向的判定。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用單像素掩模圖像，并進行多重掩模疊加，實現(xiàn)了鉚釘主方向的唯一性判定，具有一下優(yōu)點：

1、本發(fā)明的方法可以從散亂的鉚釘圖像中準(zhǔn)確提取鉚釘?shù)尼旑^輪廓；

2、本發(fā)明的方法可以準(zhǔn)確獲得鉚釘?shù)淖ト↑c位和抓取方向，且能保證抓取方向唯一。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的原理圖。