本發(fā)明涉及視覺圖像檢測與模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著圖像處理與模式識(shí)別技術(shù)的飛速發(fā)展，利用圖像處理算法解決實(shí)際問題的工程項(xiàng)目越來越多，例如對(duì)工件產(chǎn)品進(jìn)行尺寸測量、分類和識(shí)別，產(chǎn)品表面缺陷檢測，車牌號(hào)碼識(shí)別，條形碼識(shí)別等。我們的日常生活已經(jīng)離不開智能手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品，現(xiàn)在智能手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品內(nèi)外部的各種配件上都采用激光鐳雕技術(shù)將文字、圖案等鐳雕到各種加工好的配件上，這種鐳雕產(chǎn)品的缺陷是通過人工檢測識(shí)別出來的，這種人工缺陷檢測效率低、成本高，也有一定的不安全性，同時(shí)對(duì)于鐳雕圖案的位置偏移，人工只能采用卡尺測量的手段，但這種手段效率極低，不能實(shí)現(xiàn)鐳雕產(chǎn)品的全檢，產(chǎn)量大時(shí)，只能采用抽檢或者目測估計(jì)的方式，產(chǎn)品的質(zhì)量存在很高的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中鐳雕缺陷人工檢測生產(chǎn)效率低、成本高、不安全性的問題，提供一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

構(gòu)造一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)，包括：

圖像采集裝置，用于采集鐳雕產(chǎn)品圖像；

檢測底座，用于承托所述鐳雕產(chǎn)品，所述檢測底座位于所述圖像采集裝置下方；

安裝在所述檢測底座上的光電傳感器，用于檢測所述鐳雕產(chǎn)品是否到位；

機(jī)械手，用于按照預(yù)設(shè)程序抓取所述鐳雕產(chǎn)品至預(yù)設(shè)位置；

伺服電機(jī)，用于控制所述機(jī)械手，固定連接于所述機(jī)械手；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)帶動(dòng)所述機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，電性連接于所述伺服電機(jī)；

工控機(jī)，分別連接于所述圖像采集裝置、所述光電傳感器及所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)中，還包括：

led光源，用于為所述鐳雕產(chǎn)品補(bǔ)光，設(shè)置于所述圖像采集裝置及所述檢測底座之間，電性連接于所述工控機(jī)。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)中，還包括：

豎直支架；

第一水平支架，所述第一水平支架的一端固定連接于所述豎直支架，另一端固定連接于所述led光源；

第二水平支架，所述第二水平支架的一端固定連接于所述豎直支架，另一端固定連接于所述圖像采集裝置。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)中，所述圖像采集裝置包括：

工業(yè)相機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)的側(cè)面開設(shè)有開口，所述第二水平支架穿設(shè)于所述開口以固定所述工業(yè)相機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)電性連接于所述工控機(jī)；

工業(yè)鏡頭，設(shè)置于所述工業(yè)相機(jī)的下表面以對(duì)準(zhǔn)所述鐳雕產(chǎn)品。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)中，所述工控機(jī)包括：

千兆網(wǎng)接口，連接至所述圖像采集裝置以傳輸所述鐳雕產(chǎn)品的圖像數(shù)據(jù)；

i/o控制接口，連接至所述光電傳感器；

rs232接口，連接至所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

vga接口，連接至預(yù)設(shè)的顯示器。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)中，所述工控機(jī)包括：

數(shù)字光源控制接口，連接至所述led光源。

另一方面，提供一種鐳雕缺陷視覺檢測方法，提供上述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)，包括：

藉由所述圖像采集裝置采集鐳雕產(chǎn)品的圖像，并將所述圖像傳送至所述工控機(jī)；

藉由所述工控機(jī)將所述圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，并通過最小包絡(luò)矩形提取算法獲取所述鐳雕產(chǎn)品的位置信息，并計(jì)算所述位置信息與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品的偏差；

依據(jù)所述偏差判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案是否存在缺陷，和/或判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案是否存在重影；

控制所述機(jī)械手將鐳雕圖案存在缺陷的鐳雕產(chǎn)品抓取至第一位置，將鐳雕圖案存在重影的鐳雕產(chǎn)品抓取至第二位置。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測方法中，所述藉由所述工控機(jī)將所述圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，并通過最小包絡(luò)矩形提取算法獲取所述鐳雕產(chǎn)品的位置信息，并計(jì)算所述位置信息與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品的偏差，包括：

藉由所述工控機(jī)將所述圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，通過閾值將所述灰度圖分割得到若干個(gè)連通區(qū)域；

依據(jù)若干個(gè)所述連通區(qū)域全局定位所述鐳雕產(chǎn)品的全局位置信息，并局部定位所述鐳雕產(chǎn)品的局部位置信息；

計(jì)算所述全局位置信息與標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品的全局位置的全局偏移量，并依據(jù)所述全局偏移量計(jì)算所述局部位置信息與標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品的局部位置的局部位移量。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測方法中，所述依據(jù)所述偏差判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案是否存在缺陷，和/或判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案是否存在重影，包括：

判斷所述全局偏移量對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的像素值是否處于預(yù)設(shè)的第一閾值范圍，若是，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案存在缺陷，若否，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案不存在缺陷；和/或

判斷所述局部偏移量對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的邊緣圖像的像素值是否處于預(yù)設(shè)的第二閾值范圍，若是，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案存在重影，若否，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案不存在重影。

在本發(fā)明所述的鐳雕缺陷視覺檢測方法中，所述依據(jù)所述偏差判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案是否存在缺陷，和/或判斷所述鐳雕產(chǎn)品的鐳雕圖案是否存在重影，還包括：

對(duì)所述全局偏移量及所述局部偏移量進(jìn)行圖像腐蝕處理及二值化處理以計(jì)算所述鐳雕圖案的像素值。

上述公開的一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)及方法具有以下有益效果：能夠有效的檢測出鐳雕圖案的位置偏移，提高產(chǎn)品的合格率，降低出廠產(chǎn)品的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，充分利用圖像處理與模式識(shí)別技術(shù)識(shí)別鐳雕缺陷，代替了人工檢測，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像處理軟件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種鐳雕缺陷視覺檢測方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的鐳雕圖案的灰度圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的1號(hào)最小包絡(luò)矩形的示意圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的2號(hào)最小包絡(luò)矩形的示意圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例提供的缺陷判斷的示意圖；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例提供的重影判斷的示意圖；

圖9為本發(fā)明一實(shí)施例提供的重影偏差的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)及方法，其目的在于，能夠有效的檢測出鐳雕圖案的位置偏移，提高產(chǎn)品的合格率，降低出廠產(chǎn)品的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，充分利用圖像處理與模式識(shí)別技術(shù)識(shí)別鐳雕缺陷，代替了人工檢測，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參見圖1，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)包括圖像采集裝置、檢測底座5、光電傳感器8、機(jī)械手18、伺服電機(jī)6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7、工控機(jī)9、led光源3。

圖像采集裝置，用于采集鐳雕產(chǎn)品4圖像；所述圖像采集裝置包括工業(yè)相機(jī)1及工業(yè)鏡頭2。所述工業(yè)相機(jī)1的側(cè)面開設(shè)有開口，所述第二水平支架20穿設(shè)于所述開口以固定所述工業(yè)相機(jī)1，所述工業(yè)相機(jī)1電性連接于所述工控機(jī)9；工業(yè)鏡頭2設(shè)置于所述工業(yè)相機(jī)1的下表面以對(duì)準(zhǔn)所述鐳雕產(chǎn)品4。采用與工控機(jī)9相連的工業(yè)相機(jī)1和工業(yè)鏡頭2實(shí)時(shí)采集待檢測鐳雕產(chǎn)品4圖像。

檢測底座5，用于承托所述鐳雕產(chǎn)品4，所述檢測底座5位于所述圖像采集裝置下方；所述鐳雕產(chǎn)品4和檢測底座5的中心位于一條中軸線上。

安裝在所述檢測底座5上的光電傳感器8，用于檢測所述鐳雕產(chǎn)品4是否到位；

機(jī)械手18，用于按照預(yù)設(shè)程序抓取所述鐳雕產(chǎn)品4至預(yù)設(shè)位置；

伺服電機(jī)6，用于控制所述機(jī)械手18，固定連接于所述機(jī)械手18；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7，用于驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)6帶動(dòng)所述機(jī)械手18運(yùn)動(dòng)，電性連接于所述伺服電機(jī)6；

工控機(jī)9，分別連接于所述圖像采集裝置、所述光電傳感器8及所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7。所述工控機(jī)9包括千兆網(wǎng)接口14、i/o控制接口10、rs232接口13、vga接口15及數(shù)字光源控制接口12。千兆網(wǎng)接口14連接至所述圖像采集裝置以傳輸所述鐳雕產(chǎn)品4的圖像數(shù)據(jù)；i/o控制接口10連接至所述光電傳感器8；rs232接口13連接至所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7；vga接口15連接至預(yù)設(shè)的顯示器17。數(shù)字光源控制接口12，連接至所述led光源3。

led光源3，用于為所述鐳雕產(chǎn)品4補(bǔ)光，設(shè)置于所述圖像采集裝置及所述檢測底座5之間，電性連接于所述工控機(jī)9。

優(yōu)選的，所述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)還包括豎直支架21、第一水平支架19及第二水平支架20。

所述第一水平支架19的一端固定連接于所述豎直支架21，另一端固定連接于所述led光源3；

所述第二水平支架20的一端固定連接于所述豎直支架21，另一端固定連接于所述圖像采集裝置。

由第一水平支架19、第二水平支架20和豎直支架21組成的支架結(jié)構(gòu)，第一水平支架19和第二水平支架20均連接于豎直支架21上，第二水平支架20高于第一水平支架19。工業(yè)相機(jī)1連接在第二水平支架20上，工業(yè)鏡頭2連接于工業(yè)相機(jī)1的下方，工業(yè)相機(jī)1和工業(yè)鏡頭2組合后用于采集待檢測鐳雕產(chǎn)品4的圖像數(shù)據(jù)，工業(yè)鏡頭2下方設(shè)置有l(wèi)ed光源3，led光源3連接于第一水平支架19上。工業(yè)相機(jī)1連接工業(yè)鏡頭2采集圖像數(shù)據(jù)，通過千兆網(wǎng)卡14傳輸至工控機(jī)9；檢測底座5位于工業(yè)鏡頭2下方用于承托待檢測鐳雕產(chǎn)品4；光電傳感器8布置于檢測底座5上用于檢測鐳雕產(chǎn)品4是否到位；工控機(jī)9通過i/o控制接口10連接光電傳感器8，通過rs232接口13連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7，通過數(shù)字光源控制接口12連接led光源3，通過圖像顯示vga接口15連接顯示器17，在工控機(jī)9中執(zhí)行各種算法。電源16為工控機(jī)9供電。

該系統(tǒng)裝置中，光電傳感器8一直傳輸?shù)碗娖叫盘?hào)至i/o控制接口10，此時(shí)不進(jìn)行鐳雕缺陷檢測；當(dāng)檢測到鐳雕產(chǎn)品4到位后，將鐳雕產(chǎn)品到位標(biāo)志置為1，此時(shí)光電傳感器8傳輸高電平信號(hào)至i/o控制接口10并且持續(xù)一段時(shí)間然后恢復(fù)低電平；工控機(jī)9中的圖像處理軟件每間隔一段時(shí)間讀取一次i/o控制接口10信號(hào)，如果收到i/o控制接口10信號(hào)為高電平，立即對(duì)當(dāng)前采集到的鐳雕產(chǎn)品圖像進(jìn)行缺陷算法檢測，檢測結(jié)果通過rs232接口13輸出至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)6帶動(dòng)機(jī)械手18抓取鐳雕產(chǎn)品4運(yùn)動(dòng)到最終分類位置，最終分類位置包括無缺陷產(chǎn)品位置和有缺陷產(chǎn)品位置兩大類，有缺陷產(chǎn)品位置又可以飛為鐳雕位置缺陷位置和鐳雕圖案缺陷位置兩類，如果接收到信號(hào)是低電平，則工控機(jī)圖像處理軟件不進(jìn)行缺陷檢測。

在工控機(jī)9中的cpu11配置算法執(zhí)行軟件，如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像處理軟件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖，軟件框架包括：控制區(qū)23(包括啟停控制27、用戶控制28、相機(jī)控制29、光源控制30、i/o控制31)、顯示區(qū)24(包括圖像顯示32、結(jié)果顯示33)、參數(shù)區(qū)25(包括圖像參數(shù)34、硬件參數(shù)35、缺陷參數(shù)36、系統(tǒng)參數(shù)37)和消息區(qū)26(包括調(diào)試消息38、運(yùn)行消息39、系統(tǒng)消息40、缺陷消息41)。啟?？刂?7包括啟動(dòng)、停止系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制；用戶控制28包括對(duì)用戶帳戶、密碼和登錄狀態(tài)進(jìn)行管理和控制；相機(jī)控制29包括使得相機(jī)開始采集圖像工作的打開相機(jī)和使得相機(jī)結(jié)束采集圖像工作的關(guān)閉相機(jī)；光源控制30包括使得led光源3開始工作的打開光源和使得led光源3結(jié)束工作的關(guān)閉光源，以及對(duì)光源亮度進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)的控制功能；i/o控制31包括使得光電傳感器8開始工作的打開i/o端口和使得光電傳感器8結(jié)束工作的關(guān)閉i/o端口。圖像顯示32用于顯示相機(jī)采集到的圖像；結(jié)果顯示33用于顯示圖像算法識(shí)別處理后的圖像，顯示出具體缺陷在圖像中的位置和缺陷的嚴(yán)重程度。圖像參數(shù)34包括設(shè)置圖像曝光時(shí)間、圖像亮度、圖像色度、圖像對(duì)比度、圖像增益、圖像清晰度、伽瑪校正等圖像參數(shù)；硬件參數(shù)35包括設(shè)置相機(jī)的視頻格式、幀速率等參數(shù)；缺陷參數(shù)36包括鐳雕缺陷視覺檢測算法中需要的缺陷參數(shù)設(shè)置；系統(tǒng)參數(shù)37包括系統(tǒng)運(yùn)行需要設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。調(diào)試消息38用于顯示系統(tǒng)運(yùn)行中的各種調(diào)試信息，有助于開發(fā)人員跟蹤和處理系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題；運(yùn)行消息39用于顯示系統(tǒng)運(yùn)行中軟件處理的狀態(tài)信息；系統(tǒng)消息40用于顯示系統(tǒng)中硬件模塊的狀態(tài)信息；缺陷消息41用于顯示各種缺陷的統(tǒng)計(jì)信息。

參見圖3，圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種鐳雕缺陷視覺檢測方法的流程圖，該種鐳雕缺陷視覺檢測方法采用上述的鐳雕缺陷視覺檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該方法包括步驟s1-s4：

s1、藉由所述圖像采集裝置采集鐳雕產(chǎn)品4的圖像，并將所述圖像傳送至所述工控機(jī)9；采用與工控機(jī)9相連的工業(yè)相機(jī)1和工業(yè)鏡頭2實(shí)時(shí)采集待檢測鐳雕產(chǎn)品4圖像。

s2、藉由所述工控機(jī)9將所述圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，并通過最小包絡(luò)矩形提取算法獲取所述鐳雕產(chǎn)品4的位置信息，并計(jì)算所述位置信息與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品4的偏差；所述步驟s2包括子步驟s21-s23：

s21、藉由所述工控機(jī)9將所述圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，通過閾值將所述灰度圖分割得到若干個(gè)連通區(qū)域；將圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，在灰度圖中利用閾值分割得到若干個(gè)連通區(qū)域。參見圖4，圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的鐳雕圖案的灰度圖，對(duì)于圖4中的鐳雕產(chǎn)品4，黑色不規(guī)則外框是產(chǎn)品的外部邊界，中間圖案是鐳雕圖案。

s22、依據(jù)若干個(gè)所述連通區(qū)域全局定位所述鐳雕產(chǎn)品4的全局位置信息，并局部定位所述鐳雕產(chǎn)品4的局部位置信息；其中，在對(duì)灰度圖進(jìn)行閾值分割后，可以得到由若干線條和交叉點(diǎn)圍成的若干個(gè)連通區(qū)域；由于檢測背景單一，經(jīng)過計(jì)算所述連通域的特征參數(shù)就可以提取出被檢測鐳雕產(chǎn)品4的位置特征參數(shù)；其中連通域的特征參數(shù)包括所述連通域的形狀、中心、周長和面積。即利用連通域最小包絡(luò)矩形提取算法，得到所述最小包絡(luò)矩形的特征參數(shù)，從而得到待檢測鐳雕產(chǎn)品4的位置和角度特征，其中最小包絡(luò)矩形的特征參數(shù)包括所述矩形的頂點(diǎn)位置、面積、中心和角度等。

在預(yù)先劃定的鐳雕區(qū)域利用最小包絡(luò)矩形提取算法，得到所述最小包絡(luò)矩形的特征參數(shù)，從而得到鐳雕圖案的位置和角度特征，其中最小包絡(luò)矩形的特征參數(shù)包括所述矩形的頂點(diǎn)位置、面積、中心和角度等。

參見圖5，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的1號(hào)最小包絡(luò)矩形的示意圖，以sim卡為例，全局定位如1號(hào)最小包絡(luò)矩形區(qū)域，包括包絡(luò)矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)、中心位置，可計(jì)算出包絡(luò)矩形的長度、寬度。

參見圖6，圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的2號(hào)最小包絡(luò)矩形的示意圖；即鐳雕圖案定位(局部定位)如圖6中2號(hào)最小包絡(luò)矩形區(qū)域，包括包絡(luò)矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)、中心位置，可計(jì)算出包絡(luò)矩形的長度、寬度。

s23、計(jì)算所述全局位置信息與標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品4的全局位置的全局偏移量，并依據(jù)所述全局偏移量計(jì)算所述局部位置信息與標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品4的局部位置的局部位移量。

全局偏移量的計(jì)算：

1)、計(jì)算出產(chǎn)品最小包絡(luò)矩形的中心位置相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品最小包絡(luò)矩形中心位置的全局偏移量

offsettp＝centerp-centers

(其中centerp是當(dāng)前產(chǎn)品的最小包絡(luò)矩形的中心位置；centers是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的最小包絡(luò)矩形的中心位置)

2)、計(jì)算出鐳雕圖案最小包絡(luò)矩形中心位置相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品4最小包絡(luò)矩形中心位置的偏差：

offsettl＝centerl-centerls-offsettp

(其中centerl是當(dāng)前鐳雕圖案最小包絡(luò)矩形的中心位置；centerls是標(biāo)準(zhǔn)鐳雕圖案最小包絡(luò)矩形的中心位置)

通過判斷offsett1的值是否在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，可判斷鐳雕圖案的位置偏移量是否合格。

3)、最小包絡(luò)矩形算法的計(jì)算式

最小包絡(luò)矩形算法，又稱為最小外接矩形smbr(smallestminimumboundingrectangle)算法，

算法步驟如下：

(1)先對(duì)圖像中的輪廓計(jì)算凸包，計(jì)算凸包最常用的算法是graham掃描法和jarvis步進(jìn)法；

(2)對(duì)所求凸包按旋轉(zhuǎn)求出其外接矩形mbr(minimumboundingrectangle，指以多邊形頂點(diǎn)中的最大與最小坐標(biāo)為頂點(diǎn)圍成的矩形，其邊與坐標(biāo)軸平行)，并計(jì)算其面積，找出最小面積的mbr即為最小外接矩形smbr。

s3、依據(jù)所述偏差判斷所述鐳雕產(chǎn)品4的鐳雕圖案是否存在缺陷，和/或判斷所述鐳雕產(chǎn)品4的鐳雕圖案是否存在重影；所述步驟s3包括子步驟s31-s32：

s30、對(duì)所述全局偏移量及所述局部偏移量進(jìn)行圖像腐蝕處理及二值化處理以計(jì)算所述鐳雕圖案的像素值。腐蝕處理會(huì)將一些圖像的雜質(zhì)過濾掉，減少誤判，二值化處理用來計(jì)算圖像的像素值，圖像腐蝕處理和圖像二值化處理都是公開的圖像處理算法。

s31、判斷所述全局偏移量對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的像素值是否處于預(yù)設(shè)的第一閾值范圍，若是，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品4的鐳雕圖案存在缺陷，若否，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品4的鐳雕圖案不存在缺陷；在灰度圖中提取出鐳雕圖案的最小包絡(luò)矩形區(qū)域圖像，對(duì)此圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移變換，與事先保存的標(biāo)準(zhǔn)鐳雕圖案的灰度圖像相減，對(duì)相減后的圖像進(jìn)行圖像腐蝕處理和二值化處理，計(jì)算出此圖像區(qū)域的非零點(diǎn)的像素總數(shù)，當(dāng)此總數(shù)不在事先設(shè)定的允許范圍內(nèi)時(shí)，判斷此鐳雕圖案為鐳雕缺陷，否則無此缺陷。圖7為本發(fā)明一實(shí)施例提供的缺陷判斷的示意圖，如圖7，中間符號(hào)“1”漏雕(鐳雕缺陷)，在與標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品4進(jìn)行對(duì)比(相減)時(shí)會(huì)缺少一個(gè)符號(hào)“1”的圖像區(qū)域，計(jì)算此圖像區(qū)域的像素值超過了設(shè)定的閾值范圍，可判斷為漏雕缺陷。

和/或(即s31及s32可同時(shí)執(zhí)行也可以分別執(zhí)行)。

s32、判斷所述局部偏移量對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的邊緣圖像的像素值是否處于預(yù)設(shè)的第二閾值范圍，若是，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品4的鐳雕圖案存在重影，若否，則判斷所述鐳雕產(chǎn)品4的鐳雕圖案不存在重影。即通過鐳雕圖案的位置、角度與待檢測鐳雕產(chǎn)品4的位置、角度得到鐳雕圖案的位置和角度偏差，當(dāng)此位置或角度偏差超過設(shè)定值時(shí)，判斷此鐳雕圖案鐳雕位置缺陷，否則無此缺陷。圖8為本發(fā)明一實(shí)施例提供的重影判斷的示意圖；圖8與標(biāo)準(zhǔn)圖像相減處理后，參見圖9，圖9為本發(fā)明一實(shí)施例提供的重影偏差的示意圖，如圖9中鐳雕圖案采用激光鐳雕了多次后出現(xiàn)了重影，在與標(biāo)準(zhǔn)鐳雕產(chǎn)品4進(jìn)行對(duì)比(相減)時(shí)會(huì)多出一些鐳雕圖案區(qū)域的邊緣圖像，計(jì)算這些邊緣圖像的像素值超過了設(shè)定的閾值范圍，可判斷為鐳雕重影缺陷。

s4、控制所述機(jī)械手將鐳雕圖案存在缺陷的鐳雕產(chǎn)品4抓取至第一位置，將鐳雕圖案存在重影的鐳雕產(chǎn)品4抓取至第二位置。即鐳雕圖案缺陷可分為兩類，一類為漏雕，一類為重影(鐳雕多次后位置有偏差)，這兩種缺陷都可以按照所述鐳雕圖案缺陷檢測方法進(jìn)行處理。將產(chǎn)生漏雕的鐳雕產(chǎn)品放至第一位置，將產(chǎn)生重影的鐳雕產(chǎn)品放至第二位置。

以上就是鐳雕缺陷視覺檢測的主要算法，鐳雕位置缺陷檢測速率為90ms/個(gè)，鐳雕圖案缺陷檢測速率為160ms/個(gè)，兩項(xiàng)都檢測的檢測速率為250ms/個(gè)，鐳雕位置缺陷的檢測精度達(dá)到0.05mm，鐳雕缺陷平均檢測精度達(dá)到98％以上，完全符合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

針對(duì)各類鐳雕缺陷的檢測結(jié)果如下表所示：

本文提供了實(shí)施例的各種操作。在一個(gè)實(shí)施例中，所述的一個(gè)或操作可以構(gòu)成一個(gè)或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)可讀指令，其在被電子設(shè)備執(zhí)行時(shí)將使得計(jì)算設(shè)備執(zhí)行所述操作。描述一些或所有操作的順序不應(yīng)當(dāng)被解釋為暗示這些操作必需是順序相關(guān)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解具有本說明書的益處的可替代的排序。而且，應(yīng)當(dāng)理解，不是所有操作必需在本文所提供的每個(gè)實(shí)施例中存在。

而且，本文所使用的詞語“優(yōu)選的”意指用作實(shí)例、示例或例證。奉文描述為“優(yōu)選的”任意方面或設(shè)計(jì)不必被解釋為比其他方面或設(shè)計(jì)更有利。相反，詞語“優(yōu)選的”的使用旨在以具體方式提出概念。如本申請(qǐng)中所使用的術(shù)語“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或從上下文中清楚，“x使用a或b”意指自然包括排列的任意一個(gè)。即，如果x使用a；x使用b；或x使用a和b二者，則“x使用a或b”在前述任一示例中得到滿足。

而且，盡管已經(jīng)相對(duì)于一個(gè)或?qū)崿F(xiàn)方式示出并描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員基于對(duì)本說明書和附圖的閱讀和理解將會(huì)想到等價(jià)變型和修改。本公開包括所有這樣的修改和變型，并且僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。特別地關(guān)于由上述組件(例如元件等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這樣的組件的術(shù)語旨在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述組件的指定功能(例如其在功能上是等價(jià)的)的任意組件(除非另外指示)，即使在結(jié)構(gòu)上與執(zhí)行本文所示的本公開的示范性實(shí)現(xiàn)方式中的功能的公開結(jié)構(gòu)不等同。此外，盡管本公開的特定特征已經(jīng)相對(duì)于若干實(shí)現(xiàn)方式中的僅一個(gè)被公開，但是這種特征可以與如可以對(duì)給定或特定應(yīng)用而言是期望和有利的其他實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)或其他特征組合。而且，就術(shù)語“包括”、“具有”、“含有”或其變形被用在具體實(shí)施方式或權(quán)利要求中而言，這樣的術(shù)語旨在以與術(shù)語“包含”相似的方式包括。

本發(fā)明實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以多個(gè)或多個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。上述的各裝置或系統(tǒng)，可以執(zhí)行相應(yīng)方法實(shí)施例中的存儲(chǔ)方法。

綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但上述優(yōu)選實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。