[發明專利]一種基于機器視覺的榛子軸向識別方法

有效

• 申請號: 201910163816.9
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109977946B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 周文舉;欒松宇;費敏銳;周天放;王海寬;徐宗鑫;趙枚
• 申請（專利權）人: 上海大學;山東創典智能科技有限公司;魯東大學
• 主分類號: G06V10/24
• 分類號: G06V10/24;G06V10/46;G06V10/30;G06V10/28
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 宋濤

本發明適用于機器視覺識別技術領域，為榛子的自動化加工提供了一種基于機器視覺的榛子軸向識別方法，包括：根據獲取的榛子圖像提取ROI區域；根據提取的ROI區域計算獲取榛子的二值化濾波圖像；建立與二值化濾波圖像紋理特征相匹配的矩形條紋模板；將矩形條紋模板按預設規則旋轉，得到預定數量的不同方向的矩形條紋模板；將得到的所有矩形條紋模板依次卷積二值化濾波圖像；將所得卷積絕對值分別求和作為方向匹配參量，并根據方向匹配參量的大小選出最匹配的矩形條紋模板，依據最匹配矩形條紋模板的方向標注榛子的軸向。借此，本發明可以較為快速精準的識別并標注榛子的軸向，為后續機器加工對榛子按軸向方向擠壓開口提供便利。

技術領域

本發明涉及榛子識別技術領域，尤其涉及一種基于機器視覺的榛子軸向識別方法。

背景技術

作為世界四大堅果之一，榛子具有營養價值高、口感好的特點，深受消費者喜愛，但其外殼非常堅硬，所以食用前需要對榛子進行開口處理。

目前在大批量工業生產過程中，多采用“人工擺放(裸眼檢測)+機械開口”的加工方式。由于人工擺放位姿精度低，易導致開口位置不準確，開口效率低，伴隨著人工成本的提高，這種加工方式的經濟性也逐漸降低。

近年來機器視覺技術發展迅速，將機器視覺技術和機械夾持裝置控制結合起來，為提高生產的工業化智能化水平提供了條件。

發明內容

針對上述的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于機器視覺的榛子軸向識別方法，其可以較為快速精準的識別并標注榛子的軸向，為后續機器對榛子的開口加工提供便利。

為了實現上述目的，本發明的構思是：

(a)通過相機獲取工業加工過程中傳送帶上的榛子圖像，提取榛子圖像ROI區域。

(b)根據提取的ROI區域計算獲取榛子的二值化濾波圖像，建立與所述二值化濾波圖像的紋理特征相匹配的矩形條紋模板。

(c)將所述矩形條紋模板按預設規則旋轉，得到預定數量的不同方向的矩形條紋模板，將得到的所有矩形條紋模板依次卷積所述二值化濾波圖像。

(d)將不同方向的矩形條紋模板卷積值分別求和作為方向匹配參量，并根據所述方向匹配參量的大小選出最匹配的矩形條紋模板。

(e)計算獲取榛子質心坐標，根據最匹配矩形條紋模板的方向及榛子質心位置標注榛子的軸向。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

(1)通過工業相機獲取加工過程中傳送帶上的榛子圖像，提取榛子圖像ROI區域。

(2)根據提取的ROI區域計算獲取榛子的二值化濾波圖像。為了使所述二值化濾波后的圖像更能清晰的表示榛子表面的紋理線條特征，本發明采用基于紋理邊緣的二值化濾波算法。具體的實施步驟如下：

(2-1)對四個相鄰的3×3像素矩陣塊進行比較，所述四個相鄰的3×3像素矩陣塊分布為：左上角3×3像素矩陣塊為目標矩陣塊，與所述目標矩陣塊右側相鄰的3×3像素矩陣塊為第2個像素矩陣塊，與所述目標矩陣塊下側相鄰的3×3像素矩陣塊為第3個像素矩陣塊，與所述目標矩陣塊右下方相鄰的3×3像素矩陣塊為第4個像素矩陣塊。

(2-2)將所述目標矩陣塊中RGB值各分量之和與所述相鄰的三個3×3像素矩陣塊中RGB值各分量之和進行求差值，將所述差值取絕對值后相加，得到總差值。計算方法如下：

D_sum＝D₁₁+D₁₂+D₁₃