[发明专利]一种基于机器视觉的棒料圆心定位方法

说明书

本发明公开一种基于机器视觉的棒料圆心定位方法，用于确定堆积的圆棒料中目标圆棒的圆心，包括步骤：对采集圆棒图像的机器视觉系统的相机标定；自动调节相机曝光时间，采集ROI区域满足要求的图像；提取待处理圆棒端面的轮廓几何特征，形成特征模板；用特征模板对ROI区域图像中搜索匹配，识别出圆棒轮廓及其圆心像素坐标；基于圆心像素坐标确定出目标圆棒轮廓；对目标圆棒轮廓采用规则圆反拟合，确定最终的圆心像素坐标；将最终的圆心像素坐标转换为空间位置坐标，完成定位。本发明能实现对堆积的圆棒料进行圆心精准定位，能实现控制机械手精准位移到预定位置取料。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的棒料圆心定位方法。

背景技术

由于圆棒状自身特点，因此实现多规格圆棒料的自适应上料成为自动上料系统亟待解决的问题。为了配合生产，并提高圆棒料的上料自动化，需要使用X、Y轴机械手通过夹具将呈三角状堆积料框中的圆棒料一根一根地输送到工位上；在夹具取料时，需要对不同规格的圆棒料精确定位，以保证待输送的圆棒料能正好被放在夹具的预定位置。然而由于圆棒料的特殊性，在采用普通传感器检测定位达到工艺的要求，不能实现圆棒料能正好被放在夹具的预定位置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于机器视觉的棒料圆心定位方法，用于生产现场各种光照条件的高精度的圆棒料视觉识别和定位，通过机器视觉技术实现对航空锻造生产线上圆棒料的精准识别和定位。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的棒料圆心定位方法，用于确定堆积的圆棒料中目标圆棒的圆心，包括步骤：

S1.对采集圆棒图像的机器视觉系统的相机标定；

S2.自动调节相机曝光时间，获得ROI区域满足要求的图像；

S3.提取待处理圆棒端面的轮廓几何特征，形成特征模板；

S4.用特征模板对ROI区域图像中搜索匹配，识别出圆棒轮廓及其圆心像素坐标；

S5.基于所述圆心像素坐标确定出目标圆棒轮廓；

S6.对目标圆棒轮廓采用规则圆反拟合，确定最终的圆心像素坐标；

S7.将最终的圆心像素坐标转换为空间位置坐标，完成定位。

作为一个优选的技术方案，采用九点标定法，利用仿射变换获取相机的内参和外参，求解出实物的空间位置与图像中对应点之间的坐标关系，实现对所述相机的标定。

作为一个优选的技术方案，根据ROI区域图像的灰度值及图像熵阈值来自动调节相机曝光时间。

作为一个优选的技术方案，所述自动调节相机曝光时间的步骤如下：

根据灰度值差异将ROI区域分成上部区与下部区：

分别计算上部区与下部区的灰度平均值作为该区域的灰度值；

分别计算上部区与下部区的图像熵；

当圆棒所在ROI区域的灰度值处于指定灰度平均值区间值内且大于指定图像熵阈值时，即为相机曝光时间。

作为一个优选的技术方案，所述基于所述圆心坐标确定出图像中待输送的圆棒的步骤如下：

在ROI区域图像中，基于识别出的圆棒轮廓的圆心像素坐标，将Z轴上最大数值的圆心像素坐标所对应的圆棒轮廓作为目标圆棒轮廓。。

本发明的基于机器视觉的棒料圆心定位方法，通过以上技术方案，能实现对堆积的圆棒料进行圆心精准定位，方便控制机械手准确位移到相应的上料位置以从料框中对应的取料，以输送圆棒料到目的位置。

附图说明