[發(fā)明專利]一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011397186.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN112767304B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹衍龍;薛小杰;楊將新;曹彥鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)山東工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/181;G06T7/66;G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 杜放

1.一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、整層模組位置識(shí)別，包括以下步驟：

S11、拍照，相機(jī)拍攝整層太陽(yáng)花模組；

S12、預(yù)處理，對(duì)步驟S11所得的照片進(jìn)行直方圖均衡化和中值濾波去除噪點(diǎn)處理；

S13、閾值分割，對(duì)步驟S12所得的圖片通過閾值分割形成二值化圖像；

S14、腐蝕，對(duì)步驟S13所得的圖像通過腐蝕形成閉合孔洞；

S15、判斷并返回?cái)?shù)據(jù)，對(duì)步驟S14所得的圖像通過判斷孔洞輪廓的面積和圓形度找到目標(biāo)區(qū)域；

S2、單個(gè)模組位置識(shí)別，在步驟S1識(shí)別到12個(gè)孔洞位置后，進(jìn)行以下步驟：

S21、拍照，相機(jī)拍攝單個(gè)太陽(yáng)花模組；

S22、預(yù)處理，對(duì)步驟S21所得的照片進(jìn)行中值濾波去除噪點(diǎn)；

S23、檢測(cè)，對(duì)步驟S22所得的圖像中的太陽(yáng)花模組進(jìn)行霍夫圓檢測(cè)；

S24、找最小圓，對(duì)步驟S23所得的圖像遍歷所有圓找出最小圓并返回圓心位置及半徑；以及

S3、方向識(shí)別，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)花模組方向的尋找，包括以下步驟：

S31、突出圖像邊緣，對(duì)步驟S21獲得的圖像利用二值化圖像與腐蝕圖的差來表示圖像的邊緣輪廓；

S32、掩膜處理，用于展現(xiàn)最大缺口，將步驟S24所得的最小圓圓心位置設(shè)為圓心位置并與待處理圖像相乘，得到ROI圖像；

S33、邊緣檢測(cè)，對(duì)步驟S32所得的圖像采用Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行識(shí)別以檢測(cè)出實(shí)際邊緣；

S34、膨脹處理，對(duì)步驟S33所得的圖像中高亮部分進(jìn)行膨脹；

S35、尋找最大輪廓，對(duì)步驟S34所得的圖像中所有輪廓進(jìn)行遍歷并得到最大輪廓；

S36、凸包和凸缺陷檢測(cè)，對(duì)步驟S35所得的最大輪廓的圖像進(jìn)行凸包和凸缺陷檢測(cè)，以得到凸缺陷區(qū)域的特征量；

S37、確定最大開口，計(jì)算步驟S36所得的特征量并進(jìn)行比較，找到太陽(yáng)花模組的開口方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S11還包括：相機(jī)隨機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到整層太陽(yáng)花模組上方1米處，觸發(fā)相機(jī)拍照；

所述步驟S14中腐蝕的卷積核大小為120*120。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S12還包括：

S121、直方圖均衡化，對(duì)步驟S11所得的照片進(jìn)行直方圖均衡化處理以增強(qiáng)圖像對(duì)比度；

S122、中值濾波，對(duì)步驟S121所得的圖像進(jìn)行中值濾波處理以消除圖像噪點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S13還包括：對(duì)步驟S12所得的圖片進(jìn)行總像素?cái)?shù)及灰度值出現(xiàn)的概率的計(jì)算，并對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，大于閾值的令像素值為255，小于閾值的為0。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S15還包括：

S151、檢測(cè)步驟S14所得的圖像中的所有輪廓并保存到容器中，計(jì)算輪廓的面積及周長(zhǎng)并以此計(jì)算出圓形度，若面積滿足大于12500且小于92500、圓形度滿足大于0.65，則判斷為輪廓是目標(biāo)區(qū)域；

S152、遍歷步驟S151所得的所有滿足條件的目標(biāo)區(qū)域，找到包圍該輪廓的最小圓，返回最小圓圓心位置及半徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S21中還包括：相機(jī)在機(jī)械臂的帶動(dòng)下依次移動(dòng)至每個(gè)圓的圓心位置并拍照，拍攝圖像為灰度圖；

所述步驟S22中采用3*3的卷積核進(jìn)行中值濾波。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺的太陽(yáng)花模組位置和方向檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S34中膨脹的卷積核為19*19。