[發明專利]一種鋼筋捆扎方法及系統

在審

• 申請號: 201910508921.1
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110158967A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 鄭永平;謝哲珉;牛笑林;巫笠平;范浩楠
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明屬于建筑工程技術領域，具體涉及一種鋼筋捆扎方法，包括以下步驟：采集待捆扎鋼筋區域的圖像，并對采集的圖像進行平滑濾波處理；基于Halcon進行相機標定，得到世界坐標與像素坐標的轉換矩陣；對平滑濾波處理后的圖像進行blob分析和特征提取，得到鋼筋結構區域；對鋼筋結構區域內的鋼筋骨架進行輪廓提取，以識別各鋼筋之間的交叉節點，得到節點坐標；利用轉換矩陣將節點坐標轉換為目標世界坐標；控制捆扎機械手活動至目標世界坐標對應的目標位置以進行鋼筋捆扎。本發明的鋼筋捆扎方法，能實現全自動化，綁扎鋼筋效率高，節約人力，降低成本；相比于人工綁扎安全系數更高，有效地規避人工捆扎鋼筋帶來的安全隱患。

技術領域

本發明屬于建筑工程技術領域，具體涉及一種鋼筋捆扎方法及系統。

背景技術

建筑行業中鋪設鋼筋后對交錯的鋼筋進行連接的目的是為了保證鋼筋位置不變，進而確保鋼筋受力位置不發生改變。如果縱向鋼筋數目較少的時候可以采用焊接，但是當縱向鋼筋數目比較多的時候大多采用捆扎的方式。橫向鋼筋一般也采用捆扎方式。目前，在建筑工地捆扎鋼筋時主要采用的是手工捆扎方式，手工捆扎對鋼筋工的體力和熟練程度有很高的要求，而且手工捆扎既費力又費時。基于此，現有市場上出現了能自動進行鋼筋捆扎的手持機器鋼筋捆扎機，如公開號為CN208545976U公開的一種方便工作的鋼筋捆扎機，其捆扎效率比人工捆扎的效率高，且能夠節省大量的人力；但是這種捆扎方式仍然需要人為手持，無法實現全自動化。

發明內容

基于現有技術中存在的上述不足，本發明提供一種鋼筋捆扎方法及系統。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種鋼筋捆扎方法，包括以下步驟：

S1、采集待捆扎鋼筋區域的圖像，并對采集的圖像進行平滑濾波處理；

S2、基于Halcon進行相機標定，得到世界坐標與像素坐標的轉換矩陣；

S3、對平滑濾波處理后的圖像進行blob分析和特征提取，得到鋼筋結構區域；

S4、對鋼筋結構區域內的鋼筋骨架進行輪廓提取，以識別各鋼筋之間的交叉節點，得到節點坐標；

S5、利用轉換矩陣將節點坐標轉換為目標世界坐標；

S6、控制捆扎機械手活動至目標世界坐標對應的目標位置以進行鋼筋捆扎。

作為優選方案，所述步驟S1中的平滑濾波處理為：調用gauss_filter高斯濾波算子進行平滑濾波處理。

作為優選方案，所述步驟S2包括：

S21、調用Halcon中的gen_caltab算子生成標定板；

S22、打開Halcon的標定助手，并添加標定板的描述文件和相機參數；

S23、通過標定助手對標定板的各角度圖片進行標定，求得相機的內外參數及轉換矩陣。

作為優選方案，所述步驟S23具體包括：

相機成像涉及四個坐標系，分別為世界坐標系(X_W,Y_W,Z_W)、相機坐標系(X_C,Y_C,Z_C)、圖像成像坐標系(x，y)和像素坐標系(u，v)；

圖像坐標系(x，y)與像素坐標系(u，v)的轉換是相機內部的轉換，其轉換關系為式(1)：

其中，圖像坐標系(x，y)的原點在像素坐標系中的坐標為(u₀,v₀)，dx、dy為相鄰像素點中心在X軸方向和Y軸方向的實際物理距離；