[发明专利]基于视觉感知的手动放置构件时水体稳态检测方法

说明书

本发明涉及一种基于视觉感知的手动放置构件时水体稳态检测方法，该方法使用相机对用手向容器内的水里放置构件的过程连续拍照，采集手和构件的图像数据并使用DNN网络对采集的图像数据进行处理，获得手的运动特征；手在水里放置构件的过程中，手部的姿态变化会搅动水体，使水体中产生气泡，并且会改变水体的浑浊度，破坏水体的稳态，建立气泡和水体浑浊度感知模型，通过对水体中的气泡特征和水体浑浊度进行检测，以检测水体的稳态；本发明可实现对水体稳态的检测，检测方法简单高效，实施成本低，准确和可靠。

(一)、技术领域：

本发明涉及一种水体稳态检测方法，特别涉及一种基于视觉感知的手动放置构件时水体稳态检测方法。

(二)、背景技术：

一些有空腔又要保证不透水的构件如空气压缩机气包、储液罐和反应釜等在制作完成后需要对其气密性进行检测，气密性的检测通常采用浸水法，即将构件的空腔内充满压缩空气，然后将构件放置到盛有水的容器中，如玻璃缸或水池中，再用手向水中放置构件时，构件从接触水到逐渐侵入水中，具有一定的速度，难免会对水体产生冲击，打破水体的平静状态，从而破坏了水体的稳态，水中会产生很多气泡，同时水的扰动也会使水体变浑浊，这种水体环境很难观察到气泡是否是从构件内腔中跑出，不利于对构件进行气密性检测。

为了更准确地对构件进行气密性检测，需要等到容器中的水体达到稳态以后。目前检测水体是否达到稳态，需要检测人员的参与，检测人员在现场后对水体进行观察并做出判断，对于比较大的容器，人眼很难透过较深的水体观察到较小的气泡，这样很容易造成观察失误，检测质量下降，不能保证构件的质量，还浪费人力，而且效率很低。

(三)、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于视觉感知的手动放置构件时水体稳态检测方法，该方法通过建立气泡感知模型和水体浑浊度感知模型，获得水体中的气泡运动特征和水体的浑浊程度特征，由这两个特征即可检测水体的稳态，检测方法简单高效，实施成本低，准确和可靠。

本发明的技术方案：

一种基于视觉感知的手动放置构件时水体稳态检测方法，在透明的容器外一侧设置相机，用手向容器内的水里放置构件，容器内水面位置﹑构件和手位于相机视野内，对相机视野中的水面位置进行标记，相机对面作为拍摄背景的容器内壁上设有一层红色的背景层；在用手向容器内的水里放置构件的过程中，使相机连续拍照，获得相机采集到的图像数据；

用手向容器内的水里放置构件时，由于手和手臂的运动会破坏水体的稳态，通过检测手的运动速度、运动轨迹和手的姿态来获得手在放置构件过程中的运动特征；手的这种运动特征是破坏水体稳态的根本原因，根据手的运动特征可以检测水体的稳态；

对图像数据进行采集的同时，进行如下检测操作：

步骤1、使用DNN网络对采集到的图像数据进行处理，获得手部的边界框和构件的边界框；

步骤2、当构件的边界框的下边界开始处于水面位置以下时，构件开始进入水中，从此时开始，获取手部的边界框中心点坐标和手部的边界框面积大小，以手部的边界框中心点坐标作为手部位置点，手部的边界框面积大小的变化能够反映手部姿态的变化；

当检测到手部的边界框的下边界处于水面位置以下后又开始处于水面位置以上时，手刚离开水体，说明构件放置完成，此时，停止获取手部的边界框中心点坐标和手部的边界框面积大小；