[發明專利]一種基于機器視覺的降落傘繩圈位姿檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202110070451.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112880561A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 史鐵林;陽靜;熊烽;熊良才;廖圣潔;馬海;劉進雷;凡小平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C11/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發明屬于人工智能相關技術領域，并公開了一種基于機器視覺的降落傘繩圈位姿檢測方法及系統。該方法包括：S1采集降落傘繩圈的圖像，對該圖像進行處理以此提取繩圈的邊緣，根據該邊緣確定繩圈的中心線；S2獲取繩圈中心線上各點的圖像坐標，并將中心線上各個點的圖像坐標轉化為空間三維坐標，以此確定繩圈的三維曲線，實現繩圈的位置和姿態的檢測。本發明還公開了利用上述檢測方法的檢測系統，包括圖像采集模塊、圖像處理模塊和控制中心，圖像采集模塊采集繩圈的圖像，圖像處理模塊對采集的圖像進行處理獲得繩圈的中心和平面法矢量；控制中心控制降落傘傘繩穿過繩圈。通過本發明，實現繩圈的自動位姿識別和定位，提升生產效率和自動化程度。

技術領域

本發明屬于人工智能相關技術領域，更具體地，涉及一種基于機器視覺的降落傘繩圈位姿檢測方法及系統。

背景技術

隨著對降落傘折疊、整理的快速性與使用安全性的要求日益提高，采用自動化的降落傘折疊、整理與包裝的工藝顯得越來越重要。在降落傘折疊、整理與包裝自動化生產工藝中，穿傘繩是一個十分重要的工序。所謂穿傘繩就是將傘繩按照一定的次序整齊第穿過傘包上的各個繩圈。由于傘包及其上的繩圈屬于軟質材料，其狀態呈現各種不同的形式，因此，為了正確地將傘繩穿過各個繩圈，就必須對各個繩圈的位置和姿態進行檢測。

為此，本發明針對降落傘傘繩自動穿過繩圈裝備的需要，發明一種傘包上繩圈位姿的自動檢測方法與系統，即采用機器視覺實現傘包上繩圈位姿的自動檢測方法與檢測系統。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于機器視覺的降落傘繩圈位姿檢測方法及系統，通過采用機器視覺的方式采集傘包上各個繩圈的圖像，然后對圖像進行處理獲得繩圈的位置與姿態，最后將各個繩圈的位姿信息輸出到穿傘繩裝置的控制系統，并進一步控制穿繩機構，以此實現降落傘繩圈位姿的檢測。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于機器視覺的降落傘繩圈位姿檢測方法，該方法包括：

S1在降落傘的包裝過程中，采集降落傘繩圈的圖像，對該圖像進行處理以此提取所述繩圈的邊緣，根據該邊緣確定所述繩圈的中心線；

S2獲取所述繩圈中心線上各點的圖像坐標，并將中心線上各點的圖像坐標轉化為空間三維坐標，以此獲得空間三維坐標中所述繩圈的三維曲線，實現所述繩圈的位置和姿態的檢測。

進一步優選地，在步驟S1中，所述對圖像進行處理包括灰度化、濾波、邊緣檢測和二值化，其中，所述灰度化處理用于濾去圖像中的背景色，所述濾波處理用于去除殘留的背景噪聲，所述邊緣檢測和二值化用于提取獲得繩圈的邊緣。

進一步優選地，在步驟S2中，在確定所述繩圈的三維曲線后，計算該三維曲線的中心和繩圈平面的法線矢量，以此對所述繩圈的中心進行定位。

進一步優選地，在步驟S2中，將中心線上各個點的圖像坐標轉化為空間三維坐標時，是通過建立圖像坐標系和空間三維坐標系之間的轉換矩陣后，然后利用所述轉換矩陣將各個點的圖像坐標轉化為三維坐標。

按照本發明的另一個方面，還提供了一種上述所述的檢測方法進行檢測的檢測系統，該系統包括圖像采集模塊、圖像處理模塊和控制中心，其中，所述圖像采集模塊用于采集降落傘繩圈的圖像，所述圖像處理模塊用于對采集的圖像進行處理，以此獲得所述繩圈的中心以及平面法矢量；所述控制中心同時與所述圖像采集模塊和圖像處理模塊連接，所述圖像處理模塊將所述繩圈中心和平面法矢量傳遞給所述控制中心，控制中心控制降落傘傘繩穿過所述繩圈。

進一步優選地，所述圖像采集模塊中采用單目視覺檢測裝置或雙目視覺檢測裝置。

進一步優選地，所述圖像采集模塊在采集所述降落傘繩圈的圖像之前，還需對圖像采集模塊的誤差進行標定。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具備下列有益效果：