[发明专利]基于计算机视觉识别焊点中心位置的方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉识别焊点中心位置的方法，通过架设于生产线上方的摄像头采集图像，并将该图像传入计算机，通过计算机对其进行分析计算，得到焊点的中心位置坐标，然后，将该中心位置坐标传输给后续机械装置，为机械装置提供定位信息，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

步骤1：在工件上设置标记位

在工件的非主体位置设置一个大小确定的圆环形标记位；

步骤2：通过架设于生产线上方的摄像头采集图像，并将该图像传入计算机；

步骤3：计算目标的实际偏移量

根据步骤1设置的圆环形标记位和步骤2采集的图像，设实际内圆圆心的坐标为(0，0)，图像中的内圆圆心坐标为(x，y)，Δx为图像中x坐标相对于实际圆心坐标的偏移量，Δx＝x，Δy为图像中y坐标相对于实际圆心坐标的偏移量，Δy＝y，

按照下面的对应关系，计算得到目标的实际偏移量：

Δx′=Δx·r′rΔy′=Δy·r′r]]>

式中，r′为圆环形标记位的实际内圆半径，r为圆环形标记位在图像中的内圆半径，Δx′为焊点沿x坐标轴的实际偏移量，Δy′为焊点沿y坐标轴的实际偏移量；

步骤4：确定二值化的阈值

进入计算机设计界面，选择局部光照比较理想的焊盘照片，手动框选需识别焊盘的位置，并在该焊盘位置内选定包含光照亮度信息和焊盘的焊点大小、焊点基座颜色信息的焊点区域，然后，将选择框内的图像转换为HSV色系，其转换公式如下：

V＝max(R，G，B)

S=[V-min(R,G,B)]/VV>00V=0]]>

H=60(G-B)/SVV=R60[2+(B-R)/SV]V=G60[4+(R-G)/SV]V=B0V=0H+360H<0]]>

其中，R、G、B分别表示拍摄到的图像的红色、绿色、蓝色通道的三基色值，H为色调，表示不同的颜色，S为饱和度，表示颜色的纯度，V为亮度，表示颜色的明暗程度，

再采用如下公式，计算选择框内的V、H通道的均值μ_V，μ_H：

μf=Σ(i,j)∈Ωf(i,j)/NΩ,(f=V,H)]]>

其中，Ω为框内焊点像素集合，N_Ω为焊点像素集合中的像素点个数，

亮度均值μ_V＜75时，采用色度均值μ_H作为二值化的阈值，亮度均值μ_V≥75时，采用亮度均值μ_V作为二值化的阈值，即阈值Th的计算公式为：

步骤5：获得二值化图

根据步骤4确定的二值化阈值Th，采用下式，获得二值化图：

g(x,y)=1,f(x,y)≥Th0,f(x,y)<Th]]>

式中，g(x，y)为获得的二值图；

步骤6：确定焊点区域

对步骤5得到的二值图像，进行贴标签，获得标签图像，统计该标签图像中标签编号相同的区域，即连通域中的像素个数，将连通域中像素个数与步骤4中手动框选的焊盘区域中像素个数相近的连通域，确定为焊点区域；

步骤7：识别焊点中心

对步骤6确定的焊点区域，根据下式计算得到焊点中心坐标：

xm=1Ns·Σ(x,y)∈Sx]]>ym=1Ns·Σ(x,y)∈Sy]]>

式中，S表示连通域；N_s为连通域中像素的个数；(x_m，y_m)为焊点中心的坐标；

步骤8：确定焊点中心的实际物理坐标

若步骤6计算得到的焊点中心处于步骤5确定的焊点区域内，则将步骤7计算获得的焊点中心坐标(x_m，y_m)与步骤3获得的实际偏移量Δx′和Δy′通过下式：

x′=xm+Δx′y′=ym+Δy′]]>

计算获得焊点中心的实际物理坐标(x′，y′)，并将该实际物理坐标(x′，y′)输入到后续机械，控制其定位、焊接；

若步骤6计算得到的焊点中心在步骤5确定的焊点区域中无法获得或明显偏离该焊点区域时，程序返回一个异常信号，计算机不提示后续机械操作。