本發(fā)明涉及目標(biāo)特征提取方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速硬件多目標(biāo)特征提取方法。

背景技術(shù)：

生產(chǎn)線就是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程所經(jīng)過(guò)的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動(dòng)所構(gòu)成的路線。生產(chǎn)線是按對(duì)象原則組織起來(lái)的，完成產(chǎn)品工藝過(guò)程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不同工藝的加工，目前隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，越來(lái)越多的物品都開(kāi)始采用自動(dòng)化生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)物品，大大降低了人力的使用，而且還提高了生產(chǎn)的效率，部分自動(dòng)化生產(chǎn)線中有時(shí)往往判斷根據(jù)物品的形狀特征進(jìn)行工作，而目前自動(dòng)化生產(chǎn)線自動(dòng)形狀檢測(cè)技術(shù)效率低下，通常只能運(yùn)行在數(shù)十幀每秒，生產(chǎn)效率相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很高，為此我們提出一種高速硬件多目標(biāo)特征提取方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高速硬件多目標(biāo)特征提取方法。

本發(fā)明提出的一種高速硬件多目標(biāo)特征提取方法，包括攝像模塊、形狀檢測(cè)模塊、圖像特征提取模塊、硬件識(shí)別分類(lèi)模塊和抓取模塊，該高速硬件多目標(biāo)特征提取方法包括以下步驟；

S1，將攝像模塊安裝在物料生產(chǎn)線的開(kāi)啟端，并且將攝像模塊的攝像端對(duì)準(zhǔn)傳送帶，并且攝像模塊采用N×N的像素進(jìn)行拍攝；

S2，所述S1中的攝像模塊將生產(chǎn)線上的物品拍攝下來(lái)，并且通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，將圖像數(shù)據(jù)傳遞給形狀檢測(cè)模塊，形狀檢測(cè)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所述形狀檢測(cè)模塊將拍攝得到的圖像分成M×M個(gè)單元格；

S3，所述S2中的形狀檢測(cè)模塊將分析后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳遞給圖像特征提取模塊，所述圖像特征提取模塊內(nèi)含有的圖像矩計(jì)算模塊對(duì)每個(gè)單元格的圖像特征進(jìn)行計(jì)算，然后使用單元的圖像矩代替像素執(zhí)行標(biāo)記進(jìn)行操作；

S4，所述S3中圖像特征提取模塊通過(guò)抽取每個(gè)物體的零階矩、一階矩和高階自相關(guān)特征，并進(jìn)行標(biāo)記，然后圖像特征提取模塊將提取的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳遞給硬件識(shí)別分類(lèi)模塊，最后硬件識(shí)別分類(lèi)模塊將數(shù)據(jù)分為L(zhǎng)個(gè)區(qū)域后，并將數(shù)據(jù)制成單元標(biāo)記圖；

S5，所述S4中的硬件識(shí)別分類(lèi)模塊將分析好的數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)程的用戶控制端，用戶控制端將數(shù)據(jù)保存并且傳遞給抓取模塊，抓取模塊根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)物品定位，并進(jìn)行快速有效的抓取，如此反復(fù)，即可完成對(duì)高速硬件多目標(biāo)特征的提取。

優(yōu)選地，所述S4中，在執(zhí)行標(biāo)記操作的同時(shí)，還需要隨時(shí)更新每個(gè)目標(biāo)的圖像特征。

優(yōu)選地，所述攝像模塊、形狀檢測(cè)模塊、圖像特征提取模塊、硬件識(shí)別分類(lèi)模塊和抓取模塊中均含有采用FPRG技術(shù)開(kāi)發(fā)出的高速通用算法程序。

優(yōu)選地，所述攝像模塊和形狀檢測(cè)模塊均安裝在生產(chǎn)線的開(kāi)啟端，而抓取模塊安裝在生產(chǎn)線的下游處。

優(yōu)選地，所述抓取模塊為機(jī)械手。

優(yōu)選地，所述S5中，根據(jù)定位信息及流水線速度預(yù)測(cè)物料到達(dá)機(jī)械手抓取范圍的時(shí)間，發(fā)出精確的控制信號(hào)，控制機(jī)械手對(duì)物料進(jìn)行抓取操作。

本發(fā)明中，F(xiàn)PGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸入輸出模塊IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）是可編程器件，與傳統(tǒng)邏輯電路和門(mén)陣列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來(lái)驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程，F(xiàn)PGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來(lái)設(shè)置其工作狀態(tài)的，因此，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式，采用不同的編程方式，加電時(shí)，F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程RAM中，配置完成后，F(xiàn)PGA進(jìn)入工作狀態(tài)。掉電后，F(xiàn)PGA恢復(fù)成白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠反復(fù)使用。FPGA的編程無(wú)須專(zhuān)用的FPGA編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當(dāng)需要修改FPGA功能時(shí)，只需換一片EPROM即可。這樣，同一片F(xiàn)PGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能。因此，F(xiàn)PGA的使用非常靈活，而將此技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)線上時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)別的多目標(biāo)形狀快速識(shí)別，F(xiàn)PGA算法實(shí)現(xiàn)相對(duì)于電腦實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，具有成本低，功耗低，運(yùn)行穩(wěn)定等有點(diǎn)；大大的提高了生產(chǎn)線效率，省去大量人工和時(shí)間。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說(shuō)。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的一種高速硬件多目標(biāo)特征提取方法，包括攝像模塊、形狀檢測(cè)模塊、圖像特征提取模塊、硬件識(shí)別分類(lèi)模塊和抓取模塊，而且，攝像模塊、形狀檢測(cè)模塊、圖像特征提取模塊、硬件識(shí)別分類(lèi)模塊和抓取模塊中均含有采用FPRG技術(shù)開(kāi)發(fā)出的高速通用算法程序，該高速硬件多目標(biāo)特征提取方法包括以下步驟；

S1，將攝像模塊安裝在物料生產(chǎn)線的開(kāi)啟端，并且將攝像模塊的攝像端對(duì)準(zhǔn)傳送帶，并且攝像模塊采用N×N的像素進(jìn)行拍攝；

S2，所述S1中的攝像模塊將生產(chǎn)線上的物品拍攝下來(lái)，并且通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，將圖像數(shù)據(jù)傳遞給形狀檢測(cè)模塊，形狀檢測(cè)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所述形狀檢測(cè)模塊將拍攝得到的圖像分成M×M個(gè)單元格；

S3，所述S2中的形狀檢測(cè)模塊將分析后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳遞給圖像特征提取模塊，所述圖像特征提取模塊內(nèi)含有的圖像矩計(jì)算模塊對(duì)每個(gè)單元格的圖像特征進(jìn)行計(jì)算，然后使用單元的圖像矩代替像素執(zhí)行標(biāo)記進(jìn)行操作；

S4，所述S3中圖像特征提取模塊通過(guò)抽取每個(gè)物體的零階矩、一階矩和高階自相關(guān)特征，并進(jìn)行標(biāo)記，另外，在執(zhí)行標(biāo)記操作的同時(shí)，還需要隨時(shí)更新每個(gè)目標(biāo)的圖像特征，然后圖像特征提取模塊將提取的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳遞給硬件識(shí)別分類(lèi)模塊，最后硬件識(shí)別分類(lèi)模塊將數(shù)據(jù)分為L(zhǎng)個(gè)區(qū)域后，并將數(shù)據(jù)制成單元標(biāo)記圖；

S5，所述S4中的硬件識(shí)別分類(lèi)模塊將分析好的數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)程的用戶控制端，用戶控制端將數(shù)據(jù)保存并且傳遞給抓取模塊，抓取模塊為機(jī)械手，且攝像模塊和形狀檢測(cè)模塊均安裝在生產(chǎn)線的開(kāi)啟端，抓取模塊安裝在生產(chǎn)線的下游處，抓取模塊根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)物品定位，根據(jù)定位信息及流水線速度預(yù)測(cè)物料到達(dá)機(jī)械手抓取范圍的時(shí)間，發(fā)出精確的控制信號(hào)，控制機(jī)械手對(duì)物料進(jìn)行抓取操作，如此反復(fù)，即可完成對(duì)高速硬件多目標(biāo)特征的提取。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。