一種過濾袋自動貼卡板方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動測量與控制領域，尤其涉及一種過濾袋在貼卡板方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人們環(huán)保意識的增強，各種針對空氣、水等物質的過濾產品越來越多，作為其 中的核心部件，過濾袋的快速、自動化生產成為企業(yè)的迫切需求。但在現(xiàn)有的流水線生產過 程中，由于過濾袋柔性的特點，很難用機械的方式進行準確定位，導致過濾袋粘貼卡板的生 產工藝需要人工完成，生產效率低下、成本高昂，無法滿足快速、高質量的生產需求。因此， 發(fā)展一種快速、自動的過濾袋粘貼卡板方法是當前過濾袋生產企業(yè)的迫切需求。
[0003] 目前，隨著計算機視覺和機器人技術的發(fā)展，以視覺機器人為基礎的產品自動檢 測與生產逐漸得到發(fā)展與應用。本發(fā)明即是通過計算機視覺技術實現(xiàn)過濾袋的精確定位， 然后控制機器人，完成卡板的自動粘貼。

【發(fā)明內容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術對過濾袋生產效率低下、產品質量不穩(wěn)定的問題，提供一種基于 視覺機器人的過濾袋自動貼卡板方法，這種方法充分利用計算機快速計算的優(yōu)勢，通過視 覺影像系統(tǒng)實時獲取過濾袋的精確位置，然后驅動機器人抓取卡板并運動到相應位置，從 而實現(xiàn)在過濾袋上的快速粘貼。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0006] -種過濾袋自動貼卡板方法，包含如下步驟：
[0007] 步驟一：獲取過濾袋的實時圖像G;
[0008] 步驟二：計算過濾袋前邊緣的縱向粗略位置，具體過程如下：
[0009] (2. 1)計算圖像的縱向一階導數(shù)的積分投影，計算公式為
[0010]
[0011] 其中j為縱坐標，N為圖像的高度，i為橫坐標，Μ為圖像的寬度，Iu表示圖像G中 坐標（i，j)處的像素值；
[0012] (2. 2)計算縱向積分投影的最大值，計算公式為
[0013] SMax=Max({SjD.O<j<N
[0014] 則SMax所對應的j值即為過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：計算過濾袋左、右邊緣的橫向粗略位置，具體過程如下：
[0017] (3. 1)計算圖像的橫向一階導數(shù)的積分投影，計算公式為
[0018]
[0019] 其中j為縱坐標，N為圖像的高度，i為橫坐標，Μ為圖像的寬度；
[0020] (3. 2)計算橫向積分投影的最大值，計算公式為
[0021] ffL= Max({T J), 0 < i < Μ
[0022] 則t所對應的i值即為過濾袋左邊緣的橫向粗略位置；
[0023] (3. 3)計算橫向積分投影的最小值，計算公式為
[0024] ffR= Min({T J), 0 < i < Μ
[0025]貝!^所對應的i值即為過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：在過濾袋前邊緣的縱向粗略位置的左右兩邊尋找兩個點，作為過濾袋前 邊緣的精確位置，計算過程為：
[0027] (4. 1)計算過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（Wc+kpΗ)和（Wc-kpΗ)為中心，在縱向2XL+1的范圍內，計算 縱向一階導數(shù)，計算公式為
[0030]
[0031]
[0032] 其中i為橫坐標，j為縱坐標，kdP L為根據(jù)過濾袋大小和允許傾斜角度設置的參 數(shù)；
[0033] (4. 3)計算縱向一階導數(shù)序列的最大值，并把其位置設置為前邊緣上兩點的精確 位置。計算公式為
[0034]
[0035]
[0036]貝以^、對應的j值即為前邊緣右邊點的縱坐標!^，對應的j值即為前 邊緣左邊點的縱坐標Ηα;
[0037] 步驟五：在過濾袋左邊緣的橫向粗略位置的上下兩邊尋找兩個點，作為過濾袋左 邊緣的精確位置，計算過程為：
[0038](5. 1)在過濾袋左邊緣粗略位置處設置兩參考點，其坐標分別為淡，H+k2)、淡， H+k3)，其中k2、k3為根據(jù)過濾袋大小和允許傾斜角度設置的參數(shù)；
[0039] (5. 2)分別以坐標（WL，H+k2)和（WL，H+k3)為中心，在橫向2XL+1的范圍內，計算 橫向一階導數(shù)，計算公式為
[0041 ][0042](5. 3)計算橫向一階導數(shù)序列的最大值，并把其位置設置為左邊緣上兩點的精確 位置，計算公式為[0043]
[0040]
[0044]
[0045] 貝、.對應的i值即為左邊緣上邊點的橫坐標Wu，#+/ ,/u、對應的i值即為左 邊緣下邊點的橫坐標Wu;
[0046] 步驟六：若產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（X，Y)的計算公式為：
y^LB-^LA
[0054] 步驟七：過濾袋的偏轉角度Θ為：
[0055]
[0056] 本發(fā)明過濾袋自動貼卡板方法的原理如下：利用過濾袋的實時圖像，通過計算機 視覺處理的方法實現(xiàn)自動精確定位：首先通過計算圖像全局的縱向一階導數(shù)的積分投影， 獲取前邊緣的縱向粗略位置，通過計算圖像全局的橫向一階導數(shù)的積分投影，獲取左、右邊 緣的橫向粗略位置；然后通過計算前邊緣附近兩處局部的縱向一階導數(shù)，獲取前邊緣上兩 點的精確位置；通過計算左邊緣附近兩處局部的橫向一階導數(shù)，獲取左邊緣上兩點的精確 位置；通過計算得出過濾袋粘貼位置在圖像中的精確標注；最后給出過濾袋的偏轉角度。
[0057] 本發(fā)明的優(yōu)點如下：作為獨立的算法模塊嵌入到過濾袋自動化生產的實時控制系 統(tǒng)中，通過位置信息實現(xiàn)對機器人對粘貼板的搬運控制，達到過濾袋快速、自動化生產的目 的。本發(fā)明計算速度快、智能化程度高、定位準確，并且定位效果與無紡布袋的大小無關；本 發(fā)明這種快速的過濾袋視覺定位方法，通過對實時圖像的計算，得到前端線和左端線的位 置，從而計算出粘貼位置的精確位置，以及過濾袋的偏移角度，并據(jù)此給出粘貼板需要運動 到的位置和角度。這種方法在高速工業(yè)攝像機的輔助下，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的精確位置示意圖；
[0062]圖5為本發(fā)明求取的過濾袋偏轉角度示意圖。
[0063] 圖中標記為：1、前邊緣，2、左邊緣，3、過濾袋，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數(shù)求取 位置，10、左邊緣求取的兩個精確位置點，11、上邊緣局部縱向一階導數(shù)求取位置，12、上邊 緣求取的兩個精確位置點，13、過濾袋的偏轉角度。
【具體實施方式】
[0064] 實施例一
[0065] 參照附圖1-5, 一種過濾袋自動貼卡板方法，步驟如下：
[0066] 步驟一，獲取過濾袋的實時圖像G，寬度為600,高度為800 ;
[0067] 步驟二，計算過濾袋前邊緣的縱向粗略位置，具體過程如下：
[0068] 2. 1計算圖像的縱向一階導數(shù)的積分投影，計算公式為
[0069]
[0070] 其中j為縱坐標，i為橫坐標，L表示圖像G中坐標（i，j)處的像素值。
[0071] 2. 2計算縱向積分投影的最大值，計算公式為
[0072]SMax=Max(