[發明專利]一種定位密排貨物的平臺及其中心定位方法

在審

• 申請號: 202011542951.3
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112634351A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張文強;鄧學;侯澤禹;張俊雄;袁挺;李偉
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T7/13;G06T7/155;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/64;G06T5/00;F16M11/24;F16M11/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種定位密排貨物的平臺，其特征在于，包括：升降支架(1)、滑動支架(2)、防震器(3)、光源(4)、半球式支架(5)、工業相機(6)、周轉箱(7)和計算機(8)，其中兩根豎直設置的升降支架(1)放置與地面上，兩根升降支架(1)之間設有滑動支架(2)，半球式支架(5)通過防震器(3)安裝在滑動支架(2)下方，半球式支架(5)上設有至少一個與計算機(8)相連的工業相機(6)；周轉箱(7)放置于滑動支架(2)正下方的地面上，半球式支架(5)的中心處安裝有光源(4)。

2.一種基于權利要求1所述定位密排貨物的平臺的中心定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對工業相機采集到的原始圖像進行去除畸變處理，得到矯正后的圖像信息；再對圖像進行灰度化處理，將彩色圖轉變成灰度圖；

步驟2、接著對灰度圖進行二值化處理，設定固定閾值參數，把處于二者之間的部分轉換為前景目標，之外區域轉換成背景，分割出貨物和背景；把二值圖像中的前景作為目標區域進行平滑處理和均值濾波處理去除噪點信息，然后再對圖像使用Canny算子進行邊緣檢測并獲得獲取邊緣線條后的效果圖；

步驟3、對效果圖進行輪廓遍歷，然后，對整體粘連輪廓邊緣線進行膨脹處理，使用開運算和形態學梯度，充分保留物體的邊緣輪廓，獲得凸顯邊緣的結果圖；

步驟4、對結果圖采用雙邊濾波，并計算圖像差分，得到x，y方向上的差分階數，再運行Sobel算子進行邊緣檢測，得到密排貨物的新輪廓線；

步驟5、利用不變矩公式，對輪廓圖通過邊緣輪廓信息來計算矩、慣性矩和中心矩，得到密排貨物的獨立輪廓信息，最終通過矩等計算得到貨物中心坐標信息。

3.根據權利要求2所述的一種定位密排貨物的中心定位方法，其特征在于，所述灰度化處理公式為：

其中單獨提取分量時可將原始彩色圖像轉換為單分量R、G、B灰度圖，B代表藍色通道，G代表綠色通道，R代表紅色通道。

4.根據權利要求2所述的一種定位密排貨物的平臺及其中心定位方法，其特征在于，所述步驟2中：

對灰度圖像進行閾值操作，在不同環境下分別采用白熾光和黃光照射，在白熾光下，取一個初始閾值127，用127分割圖像，將圖像分為2個第一區域和第二區域計算兩個區域的平均灰度值，其中和為第i次迭代時第一區域C1和第二區域C2的像素點個數，f(x,y)和g(x,y)分別表示圖像中(x,y)點的灰度值，構造函數：

其中在白光源下的最佳閾值范圍為[102,218],黃光源下的最佳閾值為[118,295]。通過選定閾值為[102,218]，處于二者之間的部分轉換為像素點為255的白色，之外區域轉換成像素點為0的黑色，黃光源下設定閾值為[118,295]，處于二者之間部分轉換成像素點為255的白光，之外區域轉換成像素點為0的黑色，公式如下：

再把二值圖像中的白色像素區域作為目標區域進行平滑處理和均值濾波去除噪點信息，然后再對均值濾波去噪后的圖像使用Canny算子進行邊緣檢測，獲取邊緣線條后的效果圖。

5.根據權利要求2所述的一種定位密排貨物的平臺及其中心定位方法，其特征在于，所述步驟3中：

步驟301、對步驟2所獲得效果圖進行檢測，并對中的每個輪廓進行遍歷，計算每個輪廓像素面積S(x,y)，去除最大輪廓面積S_max(x，y)與最小輪廓面積S_min(x，y)后，取剩余輪廓面積的平均值S_ave(x，y)；

步驟302、遍歷并比較每個輪廓面積與1.8倍平均輪廓面積的大小，若前者大于后者，認為該輪廓面積為粘連區域，對單個粘連區域使用最小外接矩形包圍，將外接矩形區域與實際輪廓區域做差后得到凸包點集；再遍歷計算兩凸包點集之間的歐式距離，取歐式距離最小的兩點，連接成線；

步驟303、重復步驟301和步驟302，完成每個粘連區域的分割；

步驟304、對整體粘連輪廓邊緣線進行膨脹處理，使用開運算和形態學梯度運算，更加凸顯物體的邊緣輪廓后，獲得凸顯邊緣的結果圖。