[发明专利]一种基于摄像头视觉检测的字迹清除系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于摄像头检测的字迹清除系统及方法，其中该系统包括摄像头、滤波模块、图像处理模块、存储模块、模数转换模块、控制器、步进电机驱动器、步进电机和机械臂，通过滤波模块和图像处理模块对摄像头采集的图像信息进行滤波降噪并通过灰度化和二值化处理使图像信息更加单调简约，便于控制器对是否需要擦除字迹的判断与处理工作。在本发明的字迹清除方法中，将图像信息通过灰度化和二值化进行简化处理，便于利用上述图像信息中的参数经模数转换后得到的数字信号精准的控制步进电机带动机械臂和字迹清除工具完成字迹擦除任务，整个方法将图像处理与步进电机的控制以及机械臂的应用完美结合，字迹擦除过程更加精准可靠。

技术领域

本发明涉及摄像头视觉检测领域和机械臂自动控制领域，具体涉及一种基于摄像头视觉检测的字迹清除系统及方法。

背景技术

在办公和教学领域，常常存在对纸面上字迹进行清除的工作，擦除字迹的工作都是手动完成的，传统的人力进行字迹擦除的方式效率低且效果不稳定，并不适合大批量的字迹擦除任务。为了实现对字迹大批量的擦除工作，市场上出现了取代人工操作的字迹清除装置，但是现有的字迹清除装置由于摄像头分辨率限制，字迹擦除后仍存在较浅痕迹，擦除效果并不理想，且由于铅笔能达到的灰度与钢笔能达到的灰度有重叠部分，在控制字迹清除装置上的机械臂擦除次数达到预设值时才进行下一处擦除任务，这就造成机械臂擦除范围比实际需要范围大，擦除效率低。因此，现有的字迹擦除装置虽然实现了字迹自动擦除的目的，但是由于擦除效果不理想，并且擦除效率低，并未得到很好的应用。

由此可见，如何提供一种擦除彻底且擦除效率高的字迹清除系统，成为现在字迹清除技术领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种擦除彻底且擦除效率高的字迹清除系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于摄像头检测的字迹清除系统，包括摄像头、滤波模块、图像处理模块、存储模块、模数转换模块、控制器、步进电机驱动器、步进电机和机械臂；

所述摄像头获取纸面上的图像数据；

所述滤波模块与摄像头电连接，一般可以将滤波模块直接加装到摄像头上，所述滤波模块对所述图像数据进行滤波降噪处理，得到清晰的图像信息；

所述图像处理模块与所述滤波模块通过电脑上加装的视频采集卡和视频信号线连接，所述图像处理模块提取图像信息中的多个像素块，并分析各像素块R、G、B三分量的灰度信息，采用平均值法计算各像素块的灰度值Gray，对各像素块的所述灰度值Gray进行二值化处理，得到处理后的灰度值Gray’；

本发明中的像素块是根据纸张尺寸选取的m×n个块状区域，每1cm*1cm的区域为一个像素块，在摄像头扫描时，按照从上到下、从左到右的顺序逐行对每个像素块进行扫描；

所述存储模块与电脑上的输入端口连接，用于存储各像素块的灰度值Gray和处理后的灰度值Gray’；

所述模数转换模块通过外围电路与图像处理模块连接，所述模数转换模块将各像素块的所述Gray’转化成灰度信号e；

所述控制器通过外围电路与模数转换模块连接，所述控制器读入所述灰度信号e经分析处理后输出脉冲信号；由于灰度信号e为0或1，此时输出的脉冲信号为矩形波状信号；

所述步进电机驱动器与所述控制器电连接，所述步进电机驱动器读入所述脉冲信号，经处理后输出角位移信号；

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过计算脉冲信号的脉冲个数来得到角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲信号的脉冲频率来控制步进电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。