一種過(guò)濾袋自動(dòng)貼卡板方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)測(cè)量與控制領(lǐng)域，尤其涉及一種過(guò)濾袋在貼卡板方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，各種針對(duì)空氣、水等物質(zhì)的過(guò)濾產(chǎn)品越來(lái)越多，作為其 中的核心部件，過(guò)濾袋的快速、自動(dòng)化生產(chǎn)成為企業(yè)的迫切需求。但在現(xiàn)有的流水線生產(chǎn)過(guò) 程中，由于過(guò)濾袋柔性的特點(diǎn)，很難用機(jī)械的方式進(jìn)行準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致過(guò)濾袋粘貼卡板的生 產(chǎn)工藝需要人工完成，生產(chǎn)效率低下、成本高昂，無(wú)法滿足快速、高質(zhì)量的生產(chǎn)需求。因此， 發(fā)展一種快速、自動(dòng)的過(guò)濾袋粘貼卡板方法是當(dāng)前過(guò)濾袋生產(chǎn)企業(yè)的迫切需求。
[0003] 目前，隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，以視覺(jué)機(jī)器人為基礎(chǔ)的產(chǎn)品自動(dòng)檢 測(cè)與生產(chǎn)逐漸得到發(fā)展與應(yīng)用。本發(fā)明即是通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾袋的精確定位， 然后控制機(jī)器人，完成卡板的自動(dòng)粘貼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)過(guò)濾袋生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，提供一種基于 視覺(jué)機(jī)器人的過(guò)濾袋自動(dòng)貼卡板方法，這種方法充分利用計(jì)算機(jī)快速計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)視 覺(jué)影像系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取過(guò)濾袋的精確位置，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)器人抓取卡板并運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置，從 而實(shí)現(xiàn)在過(guò)濾袋上的快速粘貼。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種過(guò)濾袋自動(dòng)貼卡板方法，包含如下步驟：
[0007] 步驟一：獲取過(guò)濾袋的實(shí)時(shí)圖像G;
[0008] 步驟二：計(jì)算過(guò)濾袋前邊緣的縱向粗略位置，具體過(guò)程如下：
[0009] (2. 1)計(jì)算圖像的縱向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影，計(jì)算公式為
[0010]
[0011] 其中j為縱坐標(biāo)，N為圖像的高度，i為橫坐標(biāo)，Μ為圖像的寬度，Iu表示圖像G中 坐標(biāo)（i，j)處的像素值；
[0012] (2. 2)計(jì)算縱向積分投影的最大值，計(jì)算公式為
[0013] SMax=Max({SjD.O<j<N
[0014] 則SMax所對(duì)應(yīng)的j值即為過(guò)濾袋前邊緣的縱向粗略位置H，
[0015] Max({SJ)為求取序列{SJ的最大值；
[0016] 步驟三：計(jì)算過(guò)濾袋左、右邊緣的橫向粗略位置，具體過(guò)程如下：
[0017] (3. 1)計(jì)算圖像的橫向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影，計(jì)算公式為
[0018]
[0019] 其中j為縱坐標(biāo)，N為圖像的高度，i為橫坐標(biāo)，Μ為圖像的寬度；
[0020] (3. 2)計(jì)算橫向積分投影的最大值，計(jì)算公式為
[0021] ffL= Max({T J), 0 < i < Μ
[0022] 則t所對(duì)應(yīng)的i值即為過(guò)濾袋左邊緣的橫向粗略位置；
[0023] (3. 3)計(jì)算橫向積分投影的最小值，計(jì)算公式為
[0024] ffR= Min({T J), 0 < i < Μ
[0025]貝!^所對(duì)應(yīng)的i值即為過(guò)濾袋右邊緣的橫向粗略位置，Min ({TJ)為求取序列{TJ 的最小值；
[0026] 步驟四：在過(guò)濾袋前邊緣的縱向粗略位置的左右兩邊尋找兩個(gè)點(diǎn)，作為過(guò)濾袋前 邊緣的精確位置，計(jì)算過(guò)程為：
[0027] (4. 1)計(jì)算過(guò)濾袋前邊緣中心的橫向粗略位置Wc，公式為
[0028] ffc= (ffR+ffL)/2
[0029] (4· 2)分別以坐標(biāo)（Wc+kpΗ)和（Wc-kpΗ)為中心，在縱向2XL+1的范圍內(nèi)，計(jì)算 縱向一階導(dǎo)數(shù)，計(jì)算公式為
[0030]
[0031]
[0032] 其中i為橫坐標(biāo)，j為縱坐標(biāo)，kdP L為根據(jù)過(guò)濾袋大小和允許傾斜角度設(shè)置的參 數(shù)；
[0033] (4. 3)計(jì)算縱向一階導(dǎo)數(shù)序列的最大值，并把其位置設(shè)置為前邊緣上兩點(diǎn)的精確 位置。計(jì)算公式為
[0034]
[0035]
[0036]貝以^、對(duì)應(yīng)的j值即為前邊緣右邊點(diǎn)的縱坐標(biāo)!^，對(duì)應(yīng)的j值即為前 邊緣左邊點(diǎn)的縱坐標(biāo)Ηα;
[0037] 步驟五：在過(guò)濾袋左邊緣的橫向粗略位置的上下兩邊尋找兩個(gè)點(diǎn)，作為過(guò)濾袋左 邊緣的精確位置，計(jì)算過(guò)程為：
[0038](5. 1)在過(guò)濾袋左邊緣粗略位置處設(shè)置兩參考點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為淡，H+k2)、淡， H+k3)，其中k2、k3為根據(jù)過(guò)濾袋大小和允許傾斜角度設(shè)置的參數(shù)；
[0039] (5. 2)分別以坐標(biāo)（WL，H+k2)和（WL，H+k3)為中心，在橫向2XL+1的范圍內(nèi)，計(jì)算 橫向一階導(dǎo)數(shù)，計(jì)算公式為
[0041 ][0042](5. 3)計(jì)算橫向一階導(dǎo)數(shù)序列的最大值，并把其位置設(shè)置為左邊緣上兩點(diǎn)的精確 位置，計(jì)算公式為[0043]
[0040]
[0044]
[0045] 貝、.對(duì)應(yīng)的i值即為左邊緣上邊點(diǎn)的橫坐標(biāo)Wu，#+/ ,/u、對(duì)應(yīng)的i值即為左 邊緣下邊點(diǎn)的橫坐標(biāo)Wu;
[0046] 步驟六：若產(chǎn)品要求粘貼卡板的中心位置到前邊緣的距離為Vi，到左邊緣的距離 為v2,則其位置坐標(biāo)（X，Y)的計(jì)算公式為：
y^LB-^LA
[0054] 步驟七：過(guò)濾袋的偏轉(zhuǎn)角度Θ為：
[0055]
[0056] 本發(fā)明過(guò)濾袋自動(dòng)貼卡板方法的原理如下：利用過(guò)濾袋的實(shí)時(shí)圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī) 視覺(jué)處理的方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確定位：首先通過(guò)計(jì)算圖像全局的縱向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影， 獲取前邊緣的縱向粗略位置，通過(guò)計(jì)算圖像全局的橫向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影，獲取左、右邊 緣的橫向粗略位置；然后通過(guò)計(jì)算前邊緣附近兩處局部的縱向一階導(dǎo)數(shù)，獲取前邊緣上兩 點(diǎn)的精確位置；通過(guò)計(jì)算左邊緣附近兩處局部的橫向一階導(dǎo)數(shù)，獲取左邊緣上兩點(diǎn)的精確 位置；通過(guò)計(jì)算得出過(guò)濾袋粘貼位置在圖像中的精確標(biāo)注；最后給出過(guò)濾袋的偏轉(zhuǎn)角度。
[0057] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：作為獨(dú)立的算法模塊嵌入到過(guò)濾袋自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制系 統(tǒng)中，通過(guò)位置信息實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人對(duì)粘貼板的搬運(yùn)控制，達(dá)到過(guò)濾袋快速、自動(dòng)化生產(chǎn)的目 的。本發(fā)明計(jì)算速度快、智能化程度高、定位準(zhǔn)確，并且定位效果與無(wú)紡布袋的大小無(wú)關(guān)；本 發(fā)明這種快速的過(guò)濾袋視覺(jué)定位方法，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)圖像的計(jì)算，得到前端線和左端線的位 置，從而計(jì)算出粘貼位置的精確位置，以及過(guò)濾袋的偏移角度，并據(jù)此給出粘貼板需要運(yùn)動(dòng) 到的位置和角度。這種方法在高速工業(yè)攝像機(jī)的輔助下，可以得到每秒30幀以上的圖像， 將位置定位精度控制在1mm以下。
【附圖說(shuō)明】
[0058] 圖1為本發(fā)明的工作流程框圖；
[0059] 圖2為本發(fā)明采集到的過(guò)濾袋圖像示意圖；
[0060] 圖3為本發(fā)明求取的邊緣線粗略位置示意圖；
[0061] 圖4為本發(fā)明求取的邊緣線上點(diǎn)的精確位置示意圖；
[0062]圖5為本發(fā)明求取的過(guò)濾袋偏轉(zhuǎn)角度示意圖。
[0063] 圖中標(biāo)記為：1、前邊緣，2、左邊緣，3、過(guò)濾袋，4、右邊緣，5、卡板粘貼位置中心，6、 前邊緣粗略位置，7、左邊緣粗略位置，8、右邊緣粗略位置，9、左邊緣局部橫向一階導(dǎo)數(shù)求取 位置，10、左邊緣求取的兩個(gè)精確位置點(diǎn)，11、上邊緣局部縱向一階導(dǎo)數(shù)求取位置，12、上邊 緣求取的兩個(gè)精確位置點(diǎn)，13、過(guò)濾袋的偏轉(zhuǎn)角度。
【具體實(shí)施方式】
[0064] 實(shí)施例一
[0065] 參照附圖1-5, 一種過(guò)濾袋自動(dòng)貼卡板方法，步驟如下：
[0066] 步驟一，獲取過(guò)濾袋的實(shí)時(shí)圖像G，寬度為600,高度為800 ;
[0067] 步驟二，計(jì)算過(guò)濾袋前邊緣的縱向粗略位置，具體過(guò)程如下：
[0068] 2. 1計(jì)算圖像的縱向一階導(dǎo)數(shù)的積分投影，計(jì)算公式為
[0069]
[0070] 其中j為縱坐標(biāo)，i為橫坐標(biāo)，L表示圖像G中坐標(biāo)（i，j)處的像素值。
[0071] 2. 2計(jì)算縱向積分投影的最大值，計(jì)算公式為
[0072]SMax=Max(