[發明專利]金屬板材視覺尋邊圖像處理方法及裝置

有效

• 申請號: 202110476015.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113298834B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 王錦坤;蔣威;王杰;吳興群;肖雄;張峻銘;何東旭;吳苶
• 申請（專利權）人: 華工法利萊切焊系統工程有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/194;G06T7/136;G06T7/155;G06T5/30;G06T7/73
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 秦曼妮

1.一種金屬板材視覺尋邊圖像處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

對采集到的金屬板材頂角圖像進行預處理，初步過濾掉干擾特征，分離出目標和背景，得到二值圖像；

提取上述二值圖像中所有特征區域的外輪廓信息，然后對外輪廓進行多邊形擬合，根據擬合的多邊形的信息進一步篩選出板材頂角特征，獲得只包含頂角特征的二值圖像；

對上述只包含頂角特征的二值圖像進行降采樣處理得到待匹配二值圖像，利用opencv畫圖函數繪制不同旋轉角度的直角二值圖像作為模板，利用模板匹配算法進行模板匹配，得出匹配度最高時對應的模板圖像中直角的旋轉角度和模板匹配的位置即為板材頂角粗定位的位置和角度；

根據頂角粗定位的位置和角度，在只包含頂角特征的二值圖像中框選出兩直角邊所在的區域，對該區域進行形態學處理，去除垂直于直角邊方向上的干擾點，然后利用最小二乘法擬合兩直角邊所在的直線；

根據兩直角邊的擬合直線方程，計算出兩直線的交點即為板材頂角所在位置，根據兩直線斜率計算的平均偏轉角即為板材的偏轉角。

2.如權利要求1所述的金屬板材視覺尋邊圖像處理方法，其特征在于，所述對采集到的金屬板材頂角圖像進行預處理具體包括：

依次通過中值濾波、閾值分割、形態學處理方法對采集到的金屬板材頂角圖像進行預處理。

3.如權利要求1所述的金屬板材視覺尋邊圖像處理方法，其特征在于，所述根據擬合的多邊形的信息進一步篩選出板材頂角特征具體包括：

計算每一個多邊形的面積、周長及其最小外接矩形的寬和高，并計算面積與周長的比值K和最小外接矩形的寬高比K1，根據實際工況測試結果設定面積周長比閾值Kn和最小外接矩形寬高比閾值Kn1，在所有滿足KKn且K1Kn1的多邊形中選出面積最大的多邊形，其對應的特征即為頂角特征。

4.如權利要求1所述的金屬板材視覺尋邊圖像處理方法，其特征在于，所述利用opencv畫圖函數繪制不同旋轉角度的直角二值圖像作為模板，利用模板匹配算法進行模板匹配，得出匹配度最高時對應的模板圖像中直角的旋轉角度和模板匹配的位置即為板材頂角粗定位的位置和角度具體包括：

設定Span＝45°，步長為2°，用opencv畫圖函數，實時繪制一個直角二值圖像，在-45-45°范圍內，每隔2°旋轉一次模板中的直角得到一個模板圖像，并與待匹配圖像進行一次模板匹配運算，得到一組相關系數；完成所有模板匹配運算后，將所有的相關系數進行對比，挑選出全局最大相關系數R，其對應的模板匹配位置和模板中直角的旋轉角度即為板材頂角粗定位的位置和角度。

5.如權利要求1所述的金屬板材視覺尋邊圖像處理方法，其特征在于，所述根據頂角粗定位的位置和角度，在只包含頂角特征的二值圖像中框選出兩直角邊所在的區域，對該區域進行形態學處理，去除垂直于直角邊方向上的干擾點具體包括：

根據頂角粗定位的位置和角度，在只包含頂角特征的二值圖像中分別框選出水平直角邊和豎直直角邊所在的區域，統計出各自區域內的有效點集，然后采用1×n的結構元對擬合豎直直角邊的點集做先腐蝕后膨脹處理，采用n×1的結構元對擬合水平直角邊的點集做先腐蝕后膨脹處理，其中n取圖像尺寸的1/100。