[发明专利]一种基于数字图像处理的锯片拾取方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字图像处理的锯片拾取方法及系统，其特征在于：它包括视觉系统1、图像识别系统2、机器人控制系统3和机器人控制检测端4；视觉系统1中摄像机拾取对象为锯片，视觉系统1包括摄像机11与投影仪12，图像识别系统2包括图像获取与识别和通讯接口两部分，机器人控制系统3包括控制器、ROS系统；被控制的对象为机器人控制检测端4；具体工作流程如下：图像识别系统2首先通过投影仪12在计算机的控制下对锯片投射，将锯片通过编码好的编码投射出光栅条纹；摄像机11将投影在锯片上的光栅条纹和锯片的图像传回计算机，计算机对摄像机11传回的图像进行处理后，通过软件的通讯接口与机器人控制系统3的通讯接口进行锯片抓取位置的数据交换；机器人控制系统4在数据交换后，将锯片抓取位置的数据通过ROS系统写入控制器；机器人控制检测端4通过控制器，将锯片通过吸盘吸附起来，并将其放到指定的位置上。

2.根据权利要求书1所述的一种基于数字图像处理的锯片拾取方法及系统，其特征在于所述的视觉系统1和图像识别系统2工作流程为：利用工业相机对锯片进行拍摄，通过以太网线将锯片图片传回到计算机中，并以.jpg的格式保存；将待处理的锯片图片导入到图像识别系统2软件中，并将导入的锯片图片进行二值化处理，使其变成二值图像；所述的二值化处理分为两个步骤：第一个步骤，将图像变成灰度图像，即使原本的三通道彩色图像，转换为单通道的图像，即黑白图像；第二个步骤是将由256个亮度等级组成的灰度图像通过与之选取后获得一个可以反映图像整体和局部特征的二值化图像，具体采用阈值处理；对二值化后的锯片图片进行滤波，去除图片中的噪音；将得到的锯片边缘形状图片拟合成一个圆形，并根据锯片边缘上的点找到拟合圆的圆心和半径；锯片拟合成圆形采用霍夫变换法检测圆形；

直角坐标下圆的平面坐标为

(x-a)²+(y-b)²＝r²

为快速得到锯片圆心的坐标和半径，采用黄金分割方法进行寻优；将拟合圆的水平直径的三分之一点的位置记录下来，作为机器人使用吸盘吸附的点位。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的锯片拾取方法及系统，其特征在于：所述的通讯接口的通讯协议采用modbus协议，通讯方式采用TCP/IP。

4.根据权利要求2所述的一种基于数字图像处理的锯片拾取方法及系统，其特征在于：所述的阈值处理采用方法如下：对于图像I(x，y)，前景(即目标)和背景的分割阈值记作T，属于前景的像素点数占整幅图像的比例记为ω₀，其平均灰度μ₀；背景像素点数占整幅图像的比例为ω₁，其平均灰度为μ₁；

ω₀+ω₁＝1

图像的总平均灰度记为μ，类间方差记为δ²；

图像的大小为M×N，图像中像素的灰度值小于阈值T的像素个数记作N₀，像素灰度大于阈值T的像素个数记作N₁，

其中N₀+N₁＝M×N，则

前景像素点占比为背景像素点占比为

总平均灰度为μ＝ω₀μ₀+ω₁μ₁

类间方差为δ²＝ω₀(μ-μ₀)²+ω₁(μ-μ₁)²＝ω₀ω₁(μ⁰-μ₁)²

阈值T的取值范围为0～256之间的整数，取T在该范围内的类间方差δ²最大时，T的值作为二值化的阈值。