[发明专利]一种用于桥梁锚具圆孔加工的自动对位方法

说明书

本发明公开了一种用于桥梁锚具圆孔加工的自动对位方法，步骤包括：实时采集锚具图像并进行预处理；基于视觉识别获取圆孔圆心像素坐标和锚具中心点像素坐标；根据圆孔圆心至锚具中心点距离及其与水平方向夹角，对圆孔进行分层和排序；根据内圈层圆心像素坐标拟合下刀点像素坐标；以下刀点为原点计算圆心像素相对坐标，并将所有像素坐标转换为空间坐标；计算径向偏差比例并对圆孔圆心的空间相对坐标进行误差矫正。本发明提出基于机器视觉技术进行桥梁锚具圆孔坐标的高精度测量，所设计方法适用于圆孔数量、尺寸、布局不同的多种类型锚具，解决了锚具圆孔的自动对位难题，为实现锚具的全自动化生产奠定了良好基础。

技术领域

本发明属于自动化技术领域，具体的说是涉及一种用于桥梁锚具圆孔加工的自动对位方法。

背景技术

桥梁锚具广泛应用于公路、铁路、地铁、轻轨、隧道、立交桥、港口码头、水利大坝等工程项目，一般根据项目需求进行定制化生产，因此其生产过程具有单品数量少、规格型号多的特点。

目前，桥梁锚具基本依赖人工方式进行生产，导致其生产效率较低，且易受人员流动影响。而实现桥梁锚具自动化生产面临的主要困难是加工过程中对锚具圆孔的高精度对位问题。

自动化行业针对工件自动对位问题提出了多种可行方法。专利CN201920030340.7采用激光实现了高精度对位，但其设备成本较高，且不适用于同一工件上有多个加工点的需求；专利CN201910447130.2设计的对位移动机构和专利CN201910343054.0设计的可旋转变角夹紧装置虽然都能够以较低成本实现工件对位，但其灵活性较差，同一套工装结构无法兼容形状、尺寸各不相同的多种规格工件。

综上所述，现有技术方案均不适用于桥梁锚具的自动化生产，无法解决锚具圆孔加工过程中的自动对位问题。

发明内容

本发明的目的是，为克服现有技术的缺陷，提出一种基于机器视觉技术的圆孔自动识别和测量方法，实现不同类型锚具上多个圆孔的高精度对位。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

利用图像采集装置实时采集桥梁锚具图像。

所述图像采集装置可以为CCD相机或CMOS相机。

进一步的，对所采集图像进行预处理操作，生成适用于视觉识别的目标图像。

所述预处理操作包括灰度化、滤波、形态学处理以及二值化。

进一步的，对所述目标图像进行视觉识别，获得圆孔圆心和锚具中心点的像素坐标。

所述视觉识别方法包括边缘检测法、霍夫变换法、模板匹配法。

进一步的，计算所述圆孔圆心至所述锚具中心点的像素距离，令：

其中，(x_i,y_i)为圆孔圆心像素坐标，(x₀,y₀)为锚具中心点像素坐标，R_i为圆孔圆心到锚具中心点的像素距离。

获取R_i中的最小值R_min,由满足R_i-R_min＜R_min/10的所有圆孔组成第一圈层。

从R_i中去除已分层圆心坐标后，重复以上步骤依次确定其他圈层，直至所有圆孔完成分层。

确定坐标系中角度增大方向，计算圆心与水平方向夹角，令：

θ＝arctan(y_i/x_i)*180°/π

根据夹角θ大小对同一圈层内圆心坐标进行排序。