一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)紡布袋自動(dòng)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)測(cè)量與控制領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)紡布袋在生產(chǎn)流水線上的實(shí) 時(shí)、自動(dòng)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)紡布袋的需求越來(lái)越多。但現(xiàn)有的流水線生產(chǎn)過(guò)程 中，由于無(wú)紡布袋具有柔性的特點(diǎn)，很難用機(jī)械的方式進(jìn)行準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致其在印染、粘貼 及黏合等生產(chǎn)工序中需要大量的人工進(jìn)行手動(dòng)輔助定位，生產(chǎn)效率低下，無(wú)法滿足快速、高 品質(zhì)的生產(chǎn)。因此，發(fā)展一種快速、準(zhǔn)確的無(wú)紡布袋自動(dòng)定位方法是當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)的迫切需 求。
[0003] 而目前，隨著圖像處理和人工智能技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)視覺(jué)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品自動(dòng) 檢測(cè)與定位方法逐漸得到發(fā)展與應(yīng)用，通過(guò)圖像處理可以對(duì)物件的位置和角度進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得通過(guò)圖像計(jì)算獲取無(wú)紡布袋的位置和角度信息成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)無(wú)紡布人工定位效率低下、定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提供一種基于 計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)紡布袋定位方法，這種方法充分利用圖像處理的優(yōu)勢(shì)，能快速、精確地對(duì)生 產(chǎn)流水線上的無(wú)紡布袋進(jìn)行定位，以配合生產(chǎn)的需求。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)紡布袋自動(dòng)定位方法，包括如下步驟： 步驟一，通過(guò)視覺(jué)設(shè)備獲取流水線上無(wú)紡布袋的實(shí)時(shí)影像； 步驟二，通過(guò)幀間差分法，獲取無(wú)紡布袋前端線和背景圖像，具體過(guò)程如下： 步驟2.1計(jì)算連續(xù)兩幀圖像的差分圖像，計(jì)算公式為 G1=Pk-Pk-! 其中Plrl為前一時(shí)刻的圖像，Pk為當(dāng)前時(shí)刻的圖像，G 1為當(dāng)前時(shí)刻差分圖像； 步驟2. 2對(duì)差分圖像進(jìn)行高斯濾波計(jì)算，消除噪聲，計(jì)算公式為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)紡布袋自動(dòng)定位方法，包括如下步驟： 步驟一，通過(guò)視覺(jué)設(shè)備獲取流水線上無(wú)紡布袋的實(shí)時(shí)影像； 步驟二，通過(guò)幀間差分法，獲取無(wú)紡布袋前端線和背景圖像，具體過(guò)程如下： 步驟2.1計(jì)算連續(xù)兩幀圖像的差分圖像，計(jì)算公式為 G1=Pk-Pk-! 其中Plrl為前一時(shí)刻的圖像，Pk為當(dāng)前時(shí)刻的圖像，G 1為當(dāng)前時(shí)刻差分圖像； 步驟2. 2對(duì)差分圖像進(jìn)行高斯濾波計(jì)算，消除噪聲，計(jì)算公式為
其中X為差分圖像的像素值；σ為高斯函數(shù)的寬度； 步驟2. 3計(jì)算濾波后差分圖像的縱向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影，計(jì)算公式為
其中I (X)為圖像在縱向坐標(biāo)j點(diǎn)下的積分投影值，N為圖像的高度，i為橫坐標(biāo)，M為 圖像的寬度； 步驟2. 4計(jì)算縱向積分投影的拐點(diǎn)，計(jì)算公式為 H(j)=Max (Sj (X)) 其中，H(j)為拐點(diǎn)j位置處的積分投影值，Max(S^x))為求取序列I(X)的峰值點(diǎn)； 步驟2. 5把H(j)與設(shè)定的閾值參數(shù)相比較，若大于設(shè)定的閾值，則判斷有無(wú)紡布袋到 來(lái)，并把前一時(shí)刻圖像作為背景圖像存儲(chǔ)；若小于設(shè)定的閾值，則返回步驟一； 步驟三，通過(guò)背景差法計(jì)算k+n時(shí)刻的差分圖像，計(jì)算公式為 Gn=Plrtl-PH 其中η為根據(jù)流水線速度設(shè)定的差分參數(shù)； 步驟四，計(jì)算新的差分圖像的前端線，將其位置記為U，計(jì)算方法同步驟二； 步驟五，分別在新的差分圖像的左、右端線上尋找兩個(gè)點(diǎn)，計(jì)算過(guò)程為： 步驟5. 1計(jì)算濾波后差分圖像的橫向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影，計(jì)算公式為 ?.+Α_
其中 為圖像在橫向坐標(biāo)下的前端線左邊積分投影序列， J X)為圖像在橫向坐標(biāo)下的中線左邊積分投影序列， SH, (Λ·丨為圖像在橫向坐標(biāo)下的前端線右邊積分投影序列， 為圖像在橫向坐標(biāo)下的中線右邊積分投影序列， i為橫坐標(biāo)，j為縱坐標(biāo)，N為圖像的高度，U為前端線位置，K為根據(jù)圖像精度和允許的 傾斜角度設(shè)置的積分寬度； 步驟5. 2計(jì)算橫向積分投影的拐點(diǎn)，并把其位置分別作為左、右端線上的四個(gè)位置點(diǎn)； 計(jì)算公式為
其中， JFn 為拐點(diǎn)i位置處的積分投影值，其對(duì)應(yīng)位置記為L(zhǎng)1， ?Γ" (/ )為拐點(diǎn)i位置處的積分投影值，其對(duì)應(yīng)位置記為L(zhǎng)2， ^ i (/)為拐點(diǎn)i位置處的積分投影值，其對(duì)應(yīng)位置記為R1， 為拐點(diǎn)i位置處的積分投影值，其對(duì)應(yīng)位置記為R2， Max (Sj (X))為求取序列Sj(X)的峰值點(diǎn)； 步驟六，計(jì)算無(wú)紡布袋的偏轉(zhuǎn)角度Θ，公式為：
最終得出無(wú)紡布袋的前端線位置、左右端線的四個(gè)點(diǎn)的位置，以及無(wú)紡布袋的偏轉(zhuǎn)角 度，完成對(duì)無(wú)紡布袋的定位。
2. -種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)紡布袋自動(dòng)定位方法，其特征在于步驟2. 2中高斯函數(shù)的 寬度σ值取3、5或7。
【專利摘要】一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的無(wú)紡布袋自動(dòng)定位方法，通過(guò)視覺(jué)設(shè)備獲取流水線上無(wú)紡布袋的實(shí)時(shí)影像；通過(guò)幀間差分法獲取無(wú)紡布袋前端線和背景圖像；通過(guò)背景差法計(jì)算k+n時(shí)刻的差分圖像；計(jì)算新的差分圖像的前端線，將其位置記為U，新的差分圖像的左、右端線上尋找四個(gè)點(diǎn)；計(jì)算無(wú)紡布袋的偏轉(zhuǎn)角度θ。最終得出無(wú)紡布袋的前端線位置、左右端線的四個(gè)點(diǎn)的位置，以及無(wú)紡布袋的偏轉(zhuǎn)角度，完成對(duì)無(wú)紡布袋的定位。
【IPC分類】G06T7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104835156
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510221438
【發(fā)明人】王憲保, 王辛剛, 何文秀, 顧勤龍, 陳德富, 姚明海
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月5日