[發明專利]一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法

在審

• 申請號: 202011438220.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112541942A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 李睿楊;石建軍;苗立曉;程國醒;范玉魁
• 申請（專利權）人: 深圳市華成工業控制股份有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/181;G06T7/90
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 任志龍

1.一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：包括，

采集藥丸圖像，對所述藥丸圖像進行處理得到初步圖像；

對所述初步圖像進行距離變換得到灰度圖像；

對所述灰度圖像二值化，得到藥丸骨架，對藥丸骨架進行腐蝕操作得到單個藥丸中心區域；

提取所述單個藥丸中心區域的輪廓，并計算所述輪廓的幾何中心在像素坐標系上的像素坐標；

獲取機械手的機械手坐標系，建立相機圖像的像素坐標系，并建立機械手坐標系與像素坐標系之間的映射關系；

獲取幾何中心在像素坐標系上的像素坐標；以及，

基于所述幾何中心的像素坐標和映射關系引導機械手定位。

2.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：對所述藥丸圖像進行處理得到初步圖像的方法具體包括，

對藥丸圖像進行二值化處理獲取二值圖像，

對所述二值圖像進行形態學閉運算，包括：

對二值圖像進行膨脹操作，再進行腐蝕操作，得到初步圖像。

3.根據權利要求2所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：所述對藥丸圖像二值化處理獲取二值圖像的具體方法包括，

基于第一灰度閾值進行判斷，改變藥丸圖像中各像素點的灰度值；

若大于第一灰度閾值，則將該點的灰度值置為255；

若小于第一灰度閾值，則將該點的灰度值置為0。

4.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：對所述初步圖像進行距離變換中，距離可采用歐式距離、棋盤距離或曼哈頓距離中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：所述提取單個藥丸中心區域輪廓的具體方法包括，

對單個藥丸中心區域進行光柵掃描查找非零像素點，以非零像素點作為初始點，選定一個方向查找初始點8鄰域內的非零像素點，以查找到的非零像素點作為新的初始點繼續查找，多個所述初始點的集合即為單個藥丸中心區域的輪廓。

6.根據權利要求5所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：計算所述輪廓的幾何中心具體包括，

計算所述輪廓的零階距和一階距，基于所述零階距和一階距計算輪廓的幾何中心。

7.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：所述建立機械手坐標系與像素坐標系之間的映射關系具體包括，

在傳送帶上設置標定板，所述藥丸圖像中包含標定板；

采用角點提取和亞像素提取獲取標定板的像素坐標；

將標定板傳送到機械手的工作范圍，并記錄傳送帶的運動距離；

使機械手對準標定板，獲取標定板的機械手坐標，

基于所述標定板的像素坐標、機械手坐標和運動距離，計算得到映射關系。

8.根據權利要求7所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：所述基于幾何中心的像素坐標和映射關系引導機械手定位具體包括，

基于所述幾何中心的像素坐標和映射關系得到齊次坐標；

將所述齊次坐標轉換為機械手坐標；

基于所述機械手坐標引導機械手定位。

9.根據權利要求1所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：采集藥丸圖像具體包括，

基于所述藥丸和傳輸帶的顏色，選擇對比光源和采集高度；

基于所述采集高度和所需圖像的大小選取相機和鏡頭；

調節所述鏡頭的對焦距離，調節所述相機的曝光時間和曝光增益。

10.根據權利要求9所述的一種基于距離變換的中藥丸視覺引導定位方法，其特征在于：所述采集藥丸圖像還包括，

圖像濾波，采用SEE加速優化的高斯濾波處理所述藥丸圖像。