[发明专利]基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物体中心坐标获取系统和方法，具体涉及一种基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取系统和方法。

背景技术

目前，圆钢是现代工业不可或缺的基础材料，其应用非常广泛。为了保证建筑物、铁轨等的使用寿命，同一建筑物或者同一段铁轨所应用的圆钢必须是同一炉生产出来的。但是在作业现场，各种型号的圆钢杂乱无章的摆放在一起，为了满足工人在作业时能够分清不同段位所需圆钢的要求，就要求在出厂之前必须对每根圆钢都标上长度、直径、种类、炉号、生产日期等信息，也就是需要对每根圆钢进行贴标签。综合实际情况考虑，针对圆钢应用时的特殊性，对圆钢贴标的最理想的位置就是圆钢端面。

目前，传统钢厂仍然采用人工手动取标、贴标的方法对圆钢端面进行贴标，这种方法劳动强度大，生产效率低。同时，由于视觉疲劳等因素会造成所粘贴标签的位置精度达不到要求，出现漏贴错贴等现象。随着现代生产的迅速发展，要求贴标必须具有速度快、精度高、自动化等特点，这就需要研发一套自动贴标系统。成捆圆钢端面中心坐标的获取为自动贴标系统提供了实现贴标所必须的目标位姿信息。因此，在自动贴标机系统中引入机器视觉对实现圆钢端面快速识别和圆钢端面中心位置的精确定位具有非常重大的意义。机器视觉可以在不适于人工作业的恶劣工作环境中替代人工视觉,而且在大批量工业生产过程中,机器视觉检测可以大幅度提高生产效率和生产自动化程度。以机器视觉为基础,通过图像分析和模式识别技术来识别圆钢端面,进而获取圆钢端面中心坐标是实现自动贴标机准确贴标的有效途径。目前，还没有针对成捆圆钢端面进行图像识别并获取其中心坐标的系统化方法，或者说还没有实践中效果可靠的中心坐标获取方法。

发明内容

基于以上目的，本发明提出一种基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取系统，所述系统包括：CCD相机，光源，安装有图像存储和处理程序的计算机和标定板，光源为环形阵列光源，中间开有放置CCD相机的孔，CCD相机放置在环形阵列光源中心孔位置，且正对着成捆圆钢端面的中心位置，保证成捆圆钢端面在CCD相机的焦距范围内，安装有图像存储和处理程序的计算机布置在不遮挡CCD相机采集图像的位置，CCD相机和光源分别通过通信电缆与安装有图像存储和处理程序的计算机连接在一起，标定板布置在与成捆圆钢端面对齐的平面上，且保证标定板垂直于水平面。

基于以上目的，本发明还提出了一种使用上述系统的基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取方法。所述方法包括如下步骤：

1、保证成捆圆钢的端面与CCD相机的光轴中心垂直，采集待检测成捆圆钢端面图像；

2、对采集的成捆圆钢端面图像应用平均值法进行灰度处理；

3、对灰度处理后的成捆圆钢端面图像应用中值滤波法进行图像去噪，改善图像的质量；

4、对改善后的图像采用高帽运算法进行图像增强，增强圆钢端面图像的局部图像信息，加强圆钢端面与背景物的对比度；

5、对图像增强后的圆钢端面图像采用最大方差阈值分割法进行二值化处理，使灰度图像变为只有黑白两种颜色的二值图像；

6、消除二值图像中不是目标物的过小和过大区域面积图像；

7、对只有圆钢端面图像的图片采用分水岭分割算法进行图像分割，使粘连在一起的多个圆钢端面分割开来；

8、对分割后的图像进行边缘检测；

9、对边缘检测后的圆钢端面图像运用质心法进行中心定位，得到每个圆钢端面中心点的像素坐标；

10、通过采用张正友标定法对CCD相机进行标定，进而由圆钢端面中心像素坐标得到圆钢端面中心的世界坐标。

本系统和方法在现有的机器视觉的基础上，组建了一套能对圆钢端面进行自动识别，进而检测出圆钢端面中心点坐标的视觉系统，可以提高贴标系统的可靠性和贴标作业的质量。

附图说明

图1是本发明的基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取系统结构示意图；

图2是本发明的基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取方法流程图。

具体实施例