[發明專利]一種繞線盤分類識別方法及系統

在審

• 申請號: 201910620491.2
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110378403A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 馮梅琳;夏東斌;宋小軍
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/40;G06K9/38;G06K9/46;G06K9/32;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/194;G06T7/62;G06T7/90
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種繞線盤分類識別方法，其特征在于，所述繞線盤分類識別方法包括：

第一步，繞線盤傳送至圖像采集區；

第二步，當繞線盤到達指定位置，攝像設備對繞線盤進行拍照，并將圖像信息傳送至電腦端；

第三步，將采集到的圖像進行保存；

第四步，對圖像進行B通道模式的灰度變換、非線性低通濾波、最大類間方差法進行自動閾值分割以及適當開運算和適當閉運算的形態學處理，獲得理想的二值化圖像；

第五步，通過預處理后的圖像獲取繞線盤的中柱長、中柱直徑、側面圓直徑以及灰度信息；

第六步，將模板繞線盤按事先確定的編號順序進行以上步驟，并將第五步所涉及的參數保存；

第七步，將要分類的繞線盤通過第一步至第五步的處理，并將獲取的參數與第六步中獲取的模板中的對應參數進行作差取絕對值后相加；

第八步，求出第七步中和的最小值，及其對應模板的編號；

第九步，通過模板編號的判斷，向對應的執行機構撥輪發出分揀信號。

2.如權利要求1所述的繞線盤分類識別方法，其特征在于，所述繞線盤分類識別方法的圖像灰度變換，對原始圖片分別進行R、G、B三種通道灰度圖片提取，并繪制灰度直方圖，從直方圖圖像分析得出，采用B通道模式提取的灰度圖看出具有明顯的分界閾值，繞線盤與背景的對比度最為明顯，將繞線盤與其背景分離。

3.一種基于權利要求1所述繞線盤分類識別方法的繞線盤分類識別系統，其特征在于，所述繞線盤分類識別系統包括：繞線盤、攝像設備、電腦端、執行機構；

攝像設備安裝在繞線盤的一側，攝像設備與電腦端連接，電腦端與執行機構連接。

4.如權利要求2所述的繞線盤分類識別方法，其特征在于，進一步包括：

(1)濾波，在提取圖像特征參數之前，對圖像進行濾波增強，去掉對圖片特征無關的像素點；

將圖像經非線性低通濾波、平滑濾波、N階濾波處理后的效果對比看出，經非線性低通濾波后的圖像，利用3×3的非線性低通濾波，對圖像去噪；

(2)非線性低通濾波對圖像進行去噪，其能在去除噪聲的同時保持圖像的真實性；非線性低通濾波過程是基于某一3x3領域內像素的均值μ和標準差σ；以均值μ為一個分界值，標準差σ為差值范圍，當像素與均值μ的差值小于σ時，非線性低通濾波不改變圖片像素值；當像素值與均值μ之差大于σ時，將像素值修改為均值μ，計算公式如下：

圖像的像素點大小為H×W，則像素的均值μ和標準差σ用如下公式計算：

圖像分割與二值化，把繞線盤的圖片分成兩類，一部分為背景，一部分為繞線盤，通過閾值分割對繞線盤圖片進行二值化；圖片上只有0和255兩種像素值。

5.如權利要求2所述的繞線盤分類識別方法，其特征在于，所述繞線盤分類識別方法還包括：

(1)特征參數的選定，基于繞線盤的側面圓盤直徑、中柱長度和直徑以及顏色四個特征參數對其進行分類；

(2)顏色參數的提取，采用顏色直方圖的方式，對其R、G、B三原色值進行提取；通過LabVIEW中的IMAQ ColorHistograph VI對采集到的圖片的顏色直方圖進行分析，并分別提取R、G、B3種原色直方圖中最大峰值的位置；通過程序將標準繞線盤的三原色峰值參數測量出來并保存，之后，再將后續需要歸類的繞線盤的三原色峰值參數與其做差，計算出三種顏色的各自色差，再取3種原色色差的方均根值作為綜合色差，通過三種顏色各自的色差和綜合色差來確定其顏色種類；

(3)長度和直徑參數的提取，采取自動邊緣搜索算法，進行全局搜索，首先找到二值圖像的最外圈各邊緣的左上角和右下角的在圖片上的坐標值；將左上角像素點的橫坐標與右下角的像素點橫坐標作差即得到了繞線盤側面圓的像素直徑；再同樣將左上角像素點的縱坐標與右下角的像素點縱坐標作差即得到了繞線盤中柱的像素長度；通過Vi-sionAssistant的Clamp Horizontal Min Caliper函數在圖片的某個區域建立一個ROI，搜索ROI中圖像的邊緣，測量出二值化圖像中中柱左右邊緣的像素距離，得到中柱的像素寬度。