[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911412708.7
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111062940B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳天星;李響;馮芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13;G06T7/181;G06T7/62;G06T7/80;G06T5/00;G06T5/30;G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京正華智誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 陳航

1.一種基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取目標(biāo)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，得到第一圖像數(shù)據(jù)；

S2、對(duì)第一圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行霍夫變換，獲取螺釘圓心的粗略坐標(biāo)；

S3、采集螺釘圓心粗略坐標(biāo)位置處的圖像并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，得到第二圖像數(shù)據(jù)；

S4、分別對(duì)第二圖像采用霍夫變換和最小二乘法獲取螺釘?shù)膱A心坐標(biāo)，并將兩個(gè)坐標(biāo)進(jìn)行算術(shù)平均，得到螺釘圓心的精確坐標(biāo)，完成螺釘定位；

S5、獲取螺釘?shù)陌霃街担⒏鶕?jù)螺釘圓心的精確坐標(biāo)和半徑值獲取螺釘頭部圖像數(shù)據(jù)；

S6、獲取螺釘頭部圖像數(shù)據(jù)的頭部邊緣數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理和填充處理，得到螺釘頭部形狀特點(diǎn)數(shù)據(jù)；

S7、將螺釘頭部形狀特點(diǎn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有螺釘?shù)念^部形狀特點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，將匹配結(jié)果最好的螺釘作為該螺釘?shù)淖R(shí)別結(jié)果，完成螺釘識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S1的具體方法包括以下子步驟：

S1-1、采用工業(yè)相機(jī)獲取目標(biāo)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行高斯濾波，得到高斯濾波后的圖像；

S1-2、對(duì)高斯濾波后的圖像進(jìn)行邊緣圖像分割，并采用Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣提取，得到第一圖像數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S3的具體方法包括以下子步驟：

S3-1、以螺釘圓心的粗略坐標(biāo)為中心，拉近攝像頭并采集螺釘圓心粗略坐標(biāo)處的圖像；

S3-2、對(duì)螺釘圓心粗略坐標(biāo)處的圖像依次進(jìn)行高斯濾波和邊緣圖像分割，并采用Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行邊緣提取，得到第二圖像數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S5的具體方法為：

獲取螺釘?shù)陌霃街?，將螺釘圓心的精確坐標(biāo)作為螺釘頭部圖像數(shù)據(jù)的中心，設(shè)立長(zhǎng)度為L(zhǎng)的矩形邊長(zhǎng)，將矩形框選區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)作為螺釘頭部圖像數(shù)據(jù)；其中L大于兩倍螺釘?shù)陌霃街怠?/p>

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S6的具體方法包括以下子步驟：

S6-1、采用Canny邊緣檢測(cè)算法對(duì)螺釘頭部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行螺釘圖像邊緣提取，得到螺釘頭部邊緣提取圖；

S6-2、對(duì)螺釘頭部邊緣提取圖進(jìn)行膨脹處理，得到邊緣膨脹處理后的圖像；

S6-3、在膨脹處理后的圖像中選取螺釘頭部槽型邊緣與螺釘外緣圓形邊緣之間的區(qū)域任一點(diǎn)為填充出發(fā)點(diǎn)A進(jìn)行第一次漫水填充，并以該點(diǎn)的圓心對(duì)稱點(diǎn)B為填充出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行第二次漫水填充，得到漫水填充后的圖像；

S6-4、通過將漫水填充后的圖像減去邊緣膨脹處理后的圖像并去除多余特征，得到去除多余特征圖；

S6-5、將去除多余特征圖進(jìn)行第三次漫水填充，得到螺釘頭部形狀特點(diǎn)圖，即螺釘頭部形狀特點(diǎn)數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的螺釘定位與識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S7的具體方法為：

將螺釘頭部形狀特點(diǎn)數(shù)據(jù)中的幾何形狀特征與現(xiàn)有螺釘?shù)念^部形狀特點(diǎn)數(shù)據(jù)中的幾何形狀特征進(jìn)行匹配，將匹配結(jié)果最好的螺釘作為該螺釘?shù)淖R(shí)別結(jié)果，完成螺釘識(shí)別。