[發明專利]工業環境中基于改進霍夫變換的扶梯梯級錯齒對齊方法

在審

• 申請號: 202110309271.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113139933A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 胡海洋;厲澤品;李忠金;李前輝;魏澤豐;陳振輝;潘健;劉翰文
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/168;G06T7/90
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明公開工業環境中基于改進霍夫變換的扶梯梯級錯齒對齊方法。首先獲得扶梯梯級圖像，將其轉化為二值圖。然后通過改進霍夫變換檢測梯級表面錯齒所在的直線，然后得到所有直線的坐標集合，以首個扶梯梯級為基準，遍歷所有坐標點，得出前后梯級直線坐標點之間距離相差最小的值，換算成現實距離即可。本發明檢測速度快，精度較高，可以達到1mm，在工廠的流水線生產方式下，不再只是經驗豐富的工人才能完成，任何工人都可以根據檢測到的偏差進行判斷，而后對梯級進行校正，最大限度降低了操作的難度，較之前人工的方式更加精準。

技術領域

本發明屬于扶梯梯級安裝領域，涉及一種工業環境中基于改進霍夫變換的扶梯梯級錯齒對齊方法。

背景技術

隨著近十幾年的計算機視覺技術的飛速發展，通過計算機視覺完成精度測量，物體檢測等技術層出不窮，因此計算機視覺技術已經在工業生產環境中被大量運用，幫助人們完成許多精度測量工作，與人類相互合作，顯著提升了生產效率。

扶梯在現實生活中非常常見，在各大工廠中，以流水線的形式生產扶梯，一部分工人生產框架，一部分工人將扶梯嵌入到框架中，最后工人需要對嵌入的扶梯梯級錯齒進行前后校正，保證前后扶梯梯級錯齒之間的誤差不會太大，否則扶梯將無法運作，呈現歪曲的形狀。扶梯的表面有許多的錯齒，前后的扶梯梯級通過長短不一的錯齒進行相契合，達到對齊的效果。而在扶梯梯級錯齒校正階段，需要經驗豐富的工人通過感覺來判斷前后扶梯梯級錯齒是否對齊，是否有發生偏移，如果沒有發生偏移則通過，如果發生偏移則判斷是左移還是右移，并敲打扶梯偏移非常微小的距離。如果其中一部分發生錯誤就需要重新檢查，花費大量的時間和精力。

本發明提出了通過改進的霍夫變換技術檢測扶梯是否發生偏移，并判斷是左移還是右移，以及測出偏移的具體距離。原霍夫變換由于運算量較大造成延時高，無法滿足梯級在快速運動場景下及時精確測量的要求。改進的霍夫變換技術既能快速的完成任務，又可以對每個梯級進行精準的測量，不需要人工通過感覺來進行判斷，提高了準確率，同時節省了時間和大量的人力，工人只需要通過查看測得的偏移距離進行校正即可。

發明內容

本發明的一個目的是為了克服上述的現有的技術不足，提供了一種基于改進的霍夫變換的扶梯梯級錯齒對齊方法。首先通過圖像處理技術對圖中的噪聲，雜質進行去除，得到清晰的扶梯梯級圖像。基于前期的圖像處理技術，將圖片轉換為HSV模式，同時通過顏色閾值判斷，將圖像變成二值圖，扶梯邊緣黃色區域為二值圖中的255,其余為0黑色。在相機拍攝的圖像的固定位置設置九宮格，當九宮格里的像素值255數量達到一定閾值后就進行改進霍夫變換直線檢測。霍夫變換需要二值圖，因此先將原圖通過邊緣檢測獲得二值圖，接下來對邊緣檢測出來的直線進行腐蝕和膨脹，為獲得精準的直奠定基礎，最后霍夫變換檢測梯級表面錯齒所在的直線，然后得到所有直線的坐標集合，以首個扶梯梯級為基準，遍歷所有坐標點，得出前后梯級直線坐標點之間距離相差最小的值，換算成現實距離即可。

本發明的具體步驟如下：

步驟(1)、攝像頭擺在固定位置，幀率為60FPS，像素值為1280*720，對拍攝到的圖片進行圖像處理，并計算像素距離與實際距離的比例。

步驟(2)、將圖片轉換到HSV空間，然后通過閾值算法將圖片轉換為二值圖，同時設置九宮格和閾值，通過式(2)判斷扶梯的梯級有色邊緣全部存在于圖像中，如果達到閾值，則繼續對步驟(1)處理后圖像用canny算法進行扶梯的梯級邊緣檢測，提取整個梯級輪廓，進一步獲取扶梯階梯的邊緣直線。然后對輪廓圖用改進的霍夫變換檢測直線，獲取(ρ,θ)極坐標集合。通過式(5)轉換為直角坐標系下當前扶梯梯級的邊緣直線坐標點集合。

步驟(3)根據式(6)，式(7)判斷電梯是否發生偏移，如果有繼續判斷X軸坐標之間的關系，判定是左移還是右移，并重復步驟(2)到步驟(3)。

本發明的另一個目的是提供一種電子設備，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有能夠被所述處理器執行的機器可執行指令，所述處理器執行所述機器可執行指令以實現上述的方法。