[发明专利]一种基于机器视觉的降落伞绳圈位姿检测方法及系统

说明书

本发明属于人工智能相关技术领域，并公开了一种基于机器视觉的降落伞绳圈位姿检测方法及系统。该方法包括：S1采集降落伞绳圈的图像，对该图像进行处理以此提取绳圈的边缘，根据该边缘确定绳圈的中心线；S2获取绳圈中心线上各点的图像坐标，并将中心线上各个点的图像坐标转化为空间三维坐标，以此确定绳圈的三维曲线，实现绳圈的位置和姿态的检测。本发明还公开了利用上述检测方法的检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块和控制中心，图像采集模块采集绳圈的图像，图像处理模块对采集的图像进行处理获得绳圈的中心和平面法矢量；控制中心控制降落伞伞绳穿过绳圈。通过本发明，实现绳圈的自动位姿识别和定位，提升生产效率和自动化程度。

技术领域

本发明属于人工智能相关技术领域，更具体地，涉及一种基于机器视觉的降落伞绳圈位姿检测方法及系统。

背景技术

随着对降落伞折叠、整理的快速性与使用安全性的要求日益提高，采用自动化的降落伞折叠、整理与包装的工艺显得越来越重要。在降落伞折叠、整理与包装自动化生产工艺中，穿伞绳是一个十分重要的工序。所谓穿伞绳就是将伞绳按照一定的次序整齐第穿过伞包上的各个绳圈。由于伞包及其上的绳圈属于软质材料，其状态呈现各种不同的形式，因此，为了正确地将伞绳穿过各个绳圈，就必须对各个绳圈的位置和姿态进行检测。

为此，本发明针对降落伞伞绳自动穿过绳圈装备的需要，发明一种伞包上绳圈位姿的自动检测方法与系统，即采用机器视觉实现伞包上绳圈位姿的自动检测方法与检测系统。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于机器视觉的降落伞绳圈位姿检测方法及系统，通过采用机器视觉的方式采集伞包上各个绳圈的图像，然后对图像进行处理获得绳圈的位置与姿态，最后将各个绳圈的位姿信息输出到穿伞绳装置的控制系统，并进一步控制穿绳机构，以此实现降落伞绳圈位姿的检测。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于机器视觉的降落伞绳圈位姿检测方法，该方法包括：

S1在降落伞的包装过程中，采集降落伞绳圈的图像，对该图像进行处理以此提取所述绳圈的边缘，根据该边缘确定所述绳圈的中心线；

S2获取所述绳圈中心线上各点的图像坐标，并将中心线上各点的图像坐标转化为空间三维坐标，以此获得空间三维坐标中所述绳圈的三维曲线，实现所述绳圈的位置和姿态的检测。

进一步优选地，在步骤S1中，所述对图像进行处理包括灰度化、滤波、边缘检测和二值化，其中，所述灰度化处理用于滤去图像中的背景色，所述滤波处理用于去除残留的背景噪声，所述边缘检测和二值化用于提取获得绳圈的边缘。

进一步优选地，在步骤S2中，在确定所述绳圈的三维曲线后，计算该三维曲线的中心和绳圈平面的法线矢量，以此对所述绳圈的中心进行定位。

进一步优选地，在步骤S2中，将中心线上各个点的图像坐标转化为空间三维坐标时，是通过建立图像坐标系和空间三维坐标系之间的转换矩阵后，然后利用所述转换矩阵将各个点的图像坐标转化为三维坐标。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种上述所述的检测方法进行检测的检测系统，该系统包括图像采集模块、图像处理模块和控制中心，其中，所述图像采集模块用于采集降落伞绳圈的图像，所述图像处理模块用于对采集的图像进行处理，以此获得所述绳圈的中心以及平面法矢量；所述控制中心同时与所述图像采集模块和图像处理模块连接，所述图像处理模块将所述绳圈中心和平面法矢量传递给所述控制中心，控制中心控制降落伞伞绳穿过所述绳圈。

进一步优选地，所述图像采集模块中采用单目视觉检测装置或双目视觉检测装置。

进一步优选地，所述图像采集模块在采集所述降落伞绳圈的图像之前，还需对图像采集模块的误差进行标定。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：