[发明专利]基于视觉感知的水体稳态时间预测方法

权利要求书

1.一种基于视觉感知的水体稳态时间预测方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一，当机械臂刚完全移出水面时利用相机采集气泡图像，对气泡图像进行处理后分别得到黏着气泡和上浮气泡的气泡数量、上浮速率、上浮偏移程度；

步骤二，基于黏着气泡和上浮气泡的气泡数量、上浮速率、上浮偏移程度获取玻璃缸中水体的晃动程度；基于所述水体的晃动程度获取水体达到稳态所需标准时间；

步骤三，获取进行气密性检测的器件的体积，机械臂的入水速度、出水速度，以及机械臂调整所述器件位姿时的速度变化程度；

步骤四，基于器件的体积、入水速度、出水速度、速度变化程度构建稳态时间预测模型：

S为器件的体积，Z₁为入水速度，Z₂为出水速度，D为速度变化程度，a、b、c、d为待定系数；

步骤五，利用拟合算法基于所述水体达到稳态所需标准时间对稳态时间预测模型进行拟合，求解待定系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气泡数量的获取方法为：利用帧差法对采集的相邻两帧气泡图像进行处理，得到多帧气泡纹理图，对气泡纹理图进行二值化、中值滤波处理后得到多帧气泡特征图，则气泡的数量为：

ΔJ_n(i，j)为第n帧气泡特征图中坐标为(i，j)的像素点的像素值，N_n为第n帧气泡特征图中气泡的数量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上浮速率的获取方法为：

获取任一气泡在第n帧、第n+1帧气泡特征图中的位置坐标，将所述位置坐标放在一个坐标系中，分别对应点p、点q，计算点p和点q之间的距离，根据距离与相机的采样间隔得到第n帧气泡特征图中该所述任一气泡的上浮速率V_n。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上浮偏移角的计算方法为：

θ表示根据任一气泡在第n帧、第n+1帧气泡特征图中的位置坐标得到的向量与所述坐标系中x轴之间的夹角，A_n为第n帧气泡特征图中该任一气泡的上浮偏移程度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述水体的晃动程度的计算方法为：

L_n表示第n帧气泡图像对应的水体的晃动程度，α、β为权重系数，N_n¹为第n帧气泡特征图中上浮气泡的气泡数量，N_n²为第n帧气泡特征图中黏着气泡的气泡数量，V_n，u表示第n帧气泡特征图中第u个上浮气泡的上浮速率，V_n，w表示第n帧气泡特征图中第w个黏着气泡的上浮速率，A_n，u表示第n帧气泡特征图中第u个上浮气泡的上浮偏移程度，A_n，w表示第n帧气泡特征图中第w个黏着气泡的上浮偏移程度。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水体达到稳态所需标准时间为L_n为0时，相机采集n帧气泡图像所需时间。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速度变化程度为：

D＝ln(HK+1)

H为机械臂调整所述器件位姿时速度方向的变化程度，K为机械臂调整所述器件位姿时速度大小的变化程度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，γ表示机械臂移动时相邻两个速度所对应单位向量之间的夹角，G_m表示第m个归一化后的夹角；对得到的多个归一化后的夹角进行赋值筛选后求均值H；

K＝mean(G_m×ΔR_m)，其中，ΔR_m为第m个速度变化量，速度变化量基于机械臂调整所述器件位姿进行移动时的相邻两个速度得到，mean表示取均值函数。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟合算法为最小二乘法。