[發(fā)明專利]一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測(cè)與激光切割軌跡規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010091306.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN111299815B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 要義勇;王世超;辜林風(fēng);高射
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00;B23K26/03;B23K26/38;B25J9/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種用于低灰度橡膠墊視覺檢測(cè)與激光切割軌跡規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對(duì)橡膠墊全局及局部進(jìn)行圖像采集；

步驟2，通過全局圖像定位，實(shí)現(xiàn)橡膠墊在工位上的粗定位；通過分析橡膠墊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用橡膠墊的兩個(gè)橢圓實(shí)現(xiàn)幾何特征定位；具體方法如下：

步驟2-1，利用小波變換對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)；采用“sym”小波對(duì)圖像進(jìn)行分解，根據(jù)閾值量化小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，對(duì)重構(gòu)后的小波進(jìn)行聚合得到增強(qiáng)后的圖像；

步驟2-2，采用高斯濾波對(duì)增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)模糊處理和降噪，得到平滑圖像，在二維平面上，高斯濾波利用高斯核對(duì)圖像進(jìn)行加權(quán)求均值，高斯核公式如下：

其中，σ表示高斯核函數(shù)的離散度參數(shù)，x表示圖像中的橫坐標(biāo)，y表示圖像中的縱坐標(biāo)，e表示自然對(duì)數(shù)；

步驟2-3，使用Canny算子對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，具體方法為：對(duì)平滑后的圖像進(jìn)行梯度幅值計(jì)算和角度幅值計(jì)算，并對(duì)梯度幅值計(jì)算的圖像結(jié)果應(yīng)用非最大抑制算法進(jìn)行計(jì)算；用雙閾值處理檢測(cè)并連接邊緣；

步驟2-4，對(duì)邊緣檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行凸凹性檢測(cè)，根據(jù)函數(shù)凹凸性質(zhì)以及圓弧約束，對(duì)邊緣進(jìn)行篩選；

步驟2-5，利用篩選后的弧段進(jìn)行橢圓參數(shù)估計(jì)，交叉驗(yàn)算獲得橢圓的中心坐標(biāo)，計(jì)算橢圓擬合質(zhì)量，并設(shè)定閾值進(jìn)行篩選；利用三段不同象限的弧，兩兩組合求出橢圓的中心點(diǎn)，若中心點(diǎn)距離小于閾值則認(rèn)為這三段弧屬于同一橢圓，求取公式如下：

其中，C表示目標(biāo)橢圓的中心，表示弧線上第一組平行弦的中心質(zhì)點(diǎn)，表示弧線上另一組平行弦的中心質(zhì)點(diǎn)，t₁表示弧線上第一組平行弦的中點(diǎn)連線斜率，t₂表示弧線上另一組平行弦的中點(diǎn)連線斜率；

步驟2-6，利用計(jì)算出的圓心參數(shù)，長(zhǎng)軸，傾角參數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行聚類，獲得橢圓檢測(cè)結(jié)果，對(duì)結(jié)果大小和圓度進(jìn)行約束，得到符合實(shí)際橡膠墊結(jié)構(gòu)特征的兩個(gè)定位橢圓的實(shí)際坐標(biāo)，完成全局定位；

步驟3，利用圖像去噪和圖像分割的方法獲取輪廓邊緣的分割點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)橡膠墊飛邊輪廓的精確定位；

步驟4，根據(jù)輪廓提取結(jié)果，進(jìn)行加工幾何圖像輪廓擬合，對(duì)分割點(diǎn)集進(jìn)行圓弧和直線擬合；

步驟5，根據(jù)視覺檢測(cè)與幾何擬合結(jié)果進(jìn)行激光切割的軌跡規(guī)劃，根據(jù)最短路徑原則利用遺傳蟻群算法進(jìn)行切割軌跡規(guī)劃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低灰度橡膠墊視覺檢測(cè)與激光切割軌跡規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟1采用CCD工業(yè)相機(jī)，對(duì)橡膠墊全局進(jìn)行圖像采集；CCD工業(yè)相機(jī)垂直布置于橡膠墊上方0.5-1m處，并對(duì)CD工業(yè)相機(jī)進(jìn)行平面標(biāo)定，采用白色日光燈進(jìn)行均勻布光，采集橡膠墊的全局圖像；

針對(duì)采用微距相機(jī)，對(duì)橡膠墊局部進(jìn)行圖像采集；微距相機(jī)垂直布置于橡膠墊上方2cm處；根據(jù)采集到全局圖像的識(shí)別結(jié)果，利用二軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)微距相機(jī)的運(yùn)動(dòng)。