[发明专利]一种工业机器视觉系统图像处理方法

权利要求书

1.一种工业机器视觉系统图像处理方法，其特征在于：所述方法基于的工业机器视觉系统硬件架构包括相互设置数据传输和控制传输连接的采样取景系统、位移装置和反馈联动系统，

其中，所述位移装置包括水平伸缩横杆、竖直伸缩立柱、旋转调节装置和位置移动组件；所述反馈联动系统包括反馈联动处理装置和反馈联动控制装置；水平伸缩横杆通过旋转调节装置与竖直伸缩立柱相连接，竖直伸缩立柱设置于位置移动组件上；所述反馈联动控制装置设置于位移装置中，所述反馈联动处理装置设置于工业生产线控制端；

所述取景系统包括顶部取景组件、侧面取景组件、顶部运动控制装置、侧面运动控制装置和基于光照反射的高精度测量装置；所述顶部和侧面取景组件的前端设置安装基于光照反射的高精度测量装置，顶部、侧面取景组件分别通过顶部、侧面运动控制装置连接与水平伸缩横杆上；

所述基于光照反射的高精度测量装置包括2n个光源模块、取景成像模块、CCD拼接聚拢反射镜和光源反射镜，其中，n为自然数；所述光源模块均匀设置于取景成像模块周围，取景成像模块通过第一、第二支撑架分别连接CCD拼接聚拢反射镜和光源反射镜，光源模块投射出的光线经过光源反射镜照向待测物品内部，待测物品反射出的光线经过CCD拼接聚拢反射镜的聚拢和反射，再投向取景成像模块；

所述方法中，测量前，根据CCD标定方法，利用光源模块（301）在待测物体的内、外表面形成的激光点阵图像完成CCD参数标定；

测量时，打开光源模块（301），光源模块（301）的光线照射到光源反射镜（303）上，经反射后照射至待测物品的指定位置；当前光照模式下的光照反射强度分布通过CCD拼接聚拢反射镜（303）传送至取景成像模块（302），获得该光照模式下的孔表面图像；

依次打开光源模块（301）中不同位置的光源，获得同一待测物品表面位置2n副不同光照模式下的图像，依据摄像机成像光度原理，通过上述图像计算出被测表面的向量场数据，再利用法向量与梯度之间的直接对应关系，利用梯度场到高度场的重建技术完成，完成被测区域三维高度场信息的计算；

最后，结合CCD标定参数，获得孔表面的三维形貌几何量信息。

2.如权利要求1所述的一种工业机器视觉系统图像处理方法，其特征在于，所述方法中，通过多幅多角度光照模式下的孔内表面光照反射分布状态，即多幅孔内表面不同光照模式下的二维图像，获得孔表面的三维形貌参数，具体为：

以取景成像模块（302）为中心的全局坐标系，使其中1个坐标轴与取景成像模块（302）的光轴对齐，将物体表面形状参数用函数A＝B(x ,y)描述，其表面法向量可以表示为：

C ＝ ( m ,n ,- 1 ) ，其中，用固定向量来规定光源的方向(m’ ,n’)；

建立表面反射光分布和表面法向量、光源入射方向之间的关系表达式为：

R＝G(m ,n ,m’ ,n’ ,d)，其中，R为表面反射光分布，d为光源辐照度常数；

将物体表面某点的光照反射分布表示为R(m ,n)，由于物体表面的图像灰度值I(x ,y)∝R(m ,n)，进而建立物体表面形状参数和二维图像灰度信息间的关系；

用2个光源分别从不共面的多个方向照射物体表面，获得不同光照方向下2幅图像，进而由这2幅图像获得表面的法向量；

设2幅图像的光源方向分别为ei＝[ei1 ,ei2 ]，其中eij ,i ,j＝1 ,2 为光源与坐标轴角度参数，则E＝[e1 ,e2 ]构成1个二阶方阵；

设定F＝[F1 ,F2]表示2幅图像中同一点的灰度组成的向量，该点的表面法向量表示为H＝[h1 ,h2]，该点的反射系数为k，则F＝kEH；

在E-1存在的条件下，H为归一化向量，有k＝|E-1I|；则H＝E-1I/|E-1I|，其中|*|表示取模运算，由此可以获得被测物体的表面法向量；

当物体表面可积条件满足时，计算得出任意2点高度差：

L_AA’=A(m)-A(m₀)=∫_S mdx+ndy ；

其中，S为2点间的任意路径，从而实现物体表面三维形貌的获取；

所述方法应用于农产品检测筛选时，在工业生产线控制端的反馈联动处理装置中还设置定位装置和筛选剔除装置；

当待测的农产品经过物体表面三维形貌的获取步骤后，依据比对，筛选出检测结果为不合格状态的农产品，通过所述定位装置定位出批量检测产品中不合格状态农产品的位置，通过所述筛选剔除装置从工业生产线控制端上剔除不合格的农产品。