[發明專利]圓柱棒料無序分揀的視覺識別方法、裝置、設備及介質

有效

• 申請號: 202010194686.8
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111445401B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 高磊;趙青
• 申請（專利權）人: 熵智科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T17/00;G06T17/10;G06V10/762
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍;張宇

本發明公開了一種圓柱棒料無序分揀的視覺識別方法、裝置、設備及介質，屬于機器視覺領域，其中，方法的實現包括：對工件的原始3D點云進行濾波和下采樣后得到目標點云；對目標點云中的各點進行聚類分割，分割出若干片點云，其中，每片點云對應擬合一個圓柱；對分割得到的各片點云進行圓柱擬合，對應擬合得到若干個圓柱體。通過本發明實現了圓柱工件點云噪點去除、減少圓柱擬合計算量，進一步地提高了圓柱擬合準確性和大幅降低了圓柱擬合識別時間。

技術領域

本發明屬于機器視覺領域，更具體地，涉及一種圓柱棒料無序分揀的視覺識別方法、裝置、設備及介質。

背景技術

在工業制造領域，傳統的上下料系統是基于自動化工裝或人工的方式實現的，工件笨重，人工操作勞動強度大，對應的招工難。隨著工業級3D相機的推廣和3D視覺算法的興起，基于3D視覺的無序分揀上料系統有望將過去的人工或自動化的方式實現智能化，實現自動上下料系統的產業升級。

圓柱形毛坯件是典型的一類工件，經過機床加工后可生產各種軸類零件。如圖1所示，目前圓柱形工件的3D視覺識別方法包括以下幾部分：1.獲取原始工件的3D點云；2.對原始點云進行濾波，并計算其法向；3.采用傳統圓柱擬合工具分割點云中的圓柱體；4.輸出圓柱體的識別結果。

上述方法的主要缺陷在于：在工程實際中，由于原始3D點云中存在噪聲點，導致圓柱擬合偏差較大且計算量較大。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出了一種圓柱棒料無序分揀的視覺識別方法、裝置、設備及介質，由此解決現有的圓柱形工件的3D視覺識別，由于原始3D點云中存在噪聲點，導致圓柱擬合偏差較大且計算量較大的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種圓柱棒料無序分揀的視覺識別方法，包括：

對工件的原始3D點云進行濾波和下采樣后得到目標點云；

對所述目標點云中的各點進行聚類分割，分割出若干片點云，其中，每片點云對應擬合一個圓柱；

對分割得到的各片點云進行圓柱擬合，對應擬合得到若干個圓柱體。

優選地，所述對所述目標點云中的各點進行聚類分割，分割出若干片點云，包括：

為所述目標點云生成一個目標搜索樹；

對于所述目標點云中的任一個目標點，使用所述目標搜索樹搜索所述目標點的鄰居點，并從所述鄰居點中找出與所述目標點滿足預設歐式分割條件的目標鄰居點，其中，所述目標點為所述目標點云中未聚類的點；

為所述目標點創建一個空的聚類容器，并將所述目標點及所述目標鄰居點添加至所述目標點所對應的聚類容器中，以此得到若干個非空的聚類容器，其中，每個所述非空的聚類容器均對應存儲了分割出的一片點云。

優選地，所述預設歐式分割條件同時滿足：

所述目標點與所述目標鄰居點之間的距離不大于預設距離閾值；

所述目標點的法向與所述目標鄰居點的法向的點積絕對值不小于預設第一點積閾值；

所述目標鄰居點的法向與Z軸正向的點積絕對值不小于預設第二點積閾值。

優選地，在所述使用所述目標搜索樹搜索所述目標點的鄰居點，并從所述鄰居點中找出與所述目標點滿足預設歐式分割條件的目標鄰居點之后，所述方法還包括：

若所述目標點不存在鄰居點，或者，所述鄰居點中不存在與所述目標點滿足預設歐式分割條件的目標鄰居點，則忽略所述目標點，執行搜索下一個目標點的鄰居點及目標鄰居點的步驟。

按照本發明的另一方面，提供了一種圓柱棒料無序分揀的視覺識別裝置，包括：