[发明专利]一种基于机器视觉的棒材计数方法

摘要

本发明提供了一种基于机器视觉的棒材计数方法，包括采集棒材端面图像，图像预处理，计算棒材的相对位移，连通域分析，棒材匹配计数，确定分钢线位置以及判断初分钢结果是否正确等。图像预处理包括平滑、二值化及形态学操作；连通域分析首先将粘连棒材分割成单根棒材，然后再次用连通域分析单根棒材的信息。本发明方法基于机器视觉技术，实现了棒材的自动计数及分钢结果判断，有效解决了棒材的重叠与交叉问题，该方法速度快，准确率高，对生产线的改动小，易于维护，大大减少企业在生产过程中的人力成本。

主权项

1.一种基于机器视觉的棒材计数方法，其特征在于，包括以下步骤：通过相机连续采集待计数的棒材断面图像，并对采集到的图像进行预处理，得到二值图像；将当前帧的二值图像与上一帧的二值图像做比较，计算上一帧棒材的相对位移，为后面所述的棒材匹配做准备；对二值图像进行连通域分析，判断棒材是否有粘连情况，如果有粘连要先进行粘连分割，将所有粘连棒材都分割为单根棒材后重新进行连通域分析，记录单根棒材的信息并标记单根棒材的重心；将当前帧棒材的重心坐标与上一帧棒材重心坐标进行比较，根据上述计算的上一帧棒材的相对位移进行棒材匹配并对满足计数条件的棒材进行计数；当计数值达到规定的分钢数时，确定分钢线位置并等待分钢机完成初分钢，然后判断初分钢结果是否正确，根据结果进行后续操作；对棒材进行连通域分析，具体为：使用OpenCV提供的寻找轮廓函数cvFindContours来对二值图进行连通域分析，如果目标为未粘连的单根棒材，直接把连通域分析结果保存；如果目标为多根棒材粘连在一起，采用“凹点匹配”对粘连目标进行分割，之后类似上述重新进行连通域分析并判断是否为粘连棒材，直到把当前帧中所有粘连棒材都分割成单根棒材，保存单根棒材的面积、周长、长宽、重心位置、占空比信息；所述根据上一帧棒材的相对位移进行棒材匹配并对满足计数条件的棒材进行计数是指将当前帧棒材的坐标与上一帧棒材坐标进行比较，根据计算的相对位移，采用多次匹配的方法，如果满足匹配条件，则对应棒材匹配成功，并采用K级置信度容错机制对棒材进行计数；所述采用K级置信度容错机制对满足条件的棒材进行计数，即当某棒材的置信度权值累计大于阈值K时，才将此棒材纳入计数范围计数，包括以下步骤：当棒材第一次出现时，设置它的置信度权重为1；对于非第一次出现的棒材，如果上一帧中棒材A与当前帧中棒材B匹配，则按照下述步骤更新棒材B的置信度权重：将A重心横坐标在当前帧的估计值，即A的重心横坐标值加上计算得到的相对位移，减去B的重心横坐标，如果两者距离，即两者差的绝对值，小于棒材直径，则B的置信度权重为A的置信度权重加1；否则，B的置信度权重为A的置信度权重加上两者距离的倒数；当某根棒材的置信度权重大于阈值K时，将此棒材纳入计数范围计数。