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原文传递一种筒子纱纱杆定位视觉检测方法

专利名称：	一种筒子纱纱杆定位视觉检测方法
摘要：	本发明涉及一种筒子纱纱杆定位视觉检测方法，其步骤：设置一包括视觉系统和机器人视觉检测系统，视觉系统包括视觉相机和照明用光源；由视觉相机对纱杆进行图像采集并传输至机器人，由机器人进行图像处理；并对每一根纱杆进行视觉定位校准，将视觉相机各个纱杆的对中基准坐标进行校准和记录；发出检测请求检测新纱杆的指令，写入当前请求的纱杆编号；实时判断当前位置纱杆编号是否相同，在位置不同时发出继续请求的指令，在位置相同时运动到视觉系统请求的纱杆上方并返回当前纱杆编号以示就位；视觉系统读取到当前纱杆编号等于请求编号时进行检测，并记录检测坐标结果，完成纱杆定位视觉检测。本发明实现了纱杆杆头的在线检测，提高了检测效率、检测稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京信息科技大学
发明人：	王文胜;李天剑;卢影;冉宇辰;黄民
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910767686.X
公开号：	CN110501342A
代理机构：	北京远创理想知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	张素妍
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100192 北京市海淀区清河小营东路12号
主权项：	1.一种筒子纱纱杆定位视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)设置一视觉检测系统，该系统包括视觉系统和机器人，视觉系统包括视觉相机和照明用光源；由视觉相机对每一根纱杆进行图像采集后，将图像信息传输至机器人，由机器人进行图像处理； 2)机器人根据接收到的图像信息进行图像处理，并对每一根纱杆进行视觉定位校准，将视觉相机各个纱杆的对中基准坐标进行校准和记录； 3)对已校准记录原始对中坐标的纱杆进行视觉检测：由视觉系统发出检测请求检测新纱杆的指令，向视觉系统写入当前请求的纱杆编号；实时判断当前位置纱杆编号是否相同，在位置不同时发出继续请求的指令，在位置相同时运动到视觉系统请求的纱杆上方并返回当前纱杆编号以示就位；视觉系统读取到当前纱杆编号等于请求编号时进行检测，并记录检测坐标结果，完成纱杆定位视觉检测。 2.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤1)中，图像处理包括以下步骤： 1.1)进行视觉相机标定，通过标准圆对准视觉相机中心，计算像素值与标准圆直径对应关系； 1.2)获取包含待检测纱杆杆头图像的原始采集图像； 1.3)对原始采集图像进行自动阈值分割，并提取连通域，得到待检测纱杆杆头的连通域图像； 1.4)对待检测纱杆杆头连通域进行质心提取，获得质心即为纱杆杆头图像坐标系下的中心位置坐标； 1.5)进行坐标系转换，将图像坐标系转化为实际坐标系下的坐标，通过与原始位置坐标对比，获得实际偏移尺寸； 1.6)进行缺陷估计，对得到的连通域图像进行特征分析，计算获得面积、形状特征，与标准纱杆杆头的面积、形状特征进行对比，进而判断纱杆杆头是否存在缺陷，对缺陷程度通过面积比进行评估，给出该纱杆坐标的可信度。 3.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述步骤1.3)中，通过面积、圆度、矩形度特征条件筛选，获取符合预先设定条件的连通域作为待检测纱杆杆头的连通域。 4.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述步骤1.3)中，采用图像分割算法获取待检测纱杆杆头的连通域图像，包括以下步骤： 1.3.1)对原始采集图像采用滤波方法，然后进行对比度拉伸； 1.3.2)对预处理后的图像采用自适应阈值分割方法，获取具有杆头候选区域的图像； 1.3.3)对获得的候选区域图像进行连通域提取，并计算候选区域集合中各候选工件区域的大小、位置信息。 5.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述步骤1.5)中，坐标系转换包括以下步骤： 1.5.1)采用一个已知尺寸的标准圆安装于纱杆顶端，保证与纱杆顶端在同一水平面内； 1.5.2)使用相机标定方法采集获取标准圆图像，进行霍夫变换获得标准圆半径像素尺寸； 1.5.3)运用获取到的标准圆半径像素尺寸与实际尺寸进行比值计算，获得标定比例尺； 1.5.4)将纱杆杆头图像坐标系下的中心位置坐标与比例尺相乘，得到最终实际位置坐标。 6.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述步骤1.6)中，缺陷评估包括以下步骤： 1.6.1)对获取到的连通域图像进行面积筛选，在纱杆预设值范围内的连通域进行提取； 1.6.2)分析连通域质心位置与图像中心位置的距离，判断距离图像中心20个像素内的连通域的面积是否在范围内； 1.6.3)如果与预设相差在50个像素范围内，判断圆度、矩形度来分析缺陷程度； 1.6.4)如果与预设相差不在50个像素范围内，判断距离排序在第二和第三的连通域中心位置是否相差在10个像素内，如果符合则进行膨胀处理，以联通两个连通域，再进行步骤1.6.2)处理。 7.如权利要求1至6任一项所述方法，其特征在于：所述步骤2)中，定位方法包括以下步骤： 2.1)机器人向视觉系统发出定位请求信号并更新识别流水号，进行视觉识别； 2.2)视觉相机接收到定位请求信号后运动到预先设定的原始标准对准位置，进行拍照识别，并将识别的坐标结果反馈给机器人，识别流水号与定位数据一起刷新，机器人将反馈回的识别结果与请求的流水号进行比对； 2.3)根据比对结果修正对中坐标，并判断当前视觉相机所处的位置坐标与识别的纱杆坐标的偏差值是否在预先设定允许范围内，是则运动到下一个待定位的纱杆坐标继续定位，反之视觉相机则运动到修正位置，继续计算偏差，一直循环更改基准坐标，直到偏差在设定的允许范围内；当反馈识别结果与请求的流水号一致时，机器人将认为视觉系统已经完成了定位工作和数据处理，数据区中的X/Y轴偏差是真实有效的。 8.如权利要求1至6任一项所述方法，其特征在于：所述视觉系统中的视觉相机采用大恒图像水星系列GigE数字摄像机。 9.如权利要求1至6任一项所述方法，其特征在于：所述照明光源采用环形LED可调节亮度光源。
所属类别：	发明专利