本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)與自動(dòng)化控制，具體涉及用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法。

背景技術(shù)：

1、產(chǎn)品在碼垛堆疊過(guò)程中，往往需要通過(guò)視覺(jué)來(lái)輔助確定放置位置，特別是在放置過(guò)程中容易產(chǎn)生位移，或者是對(duì)放置一致性要求較高的，通過(guò)精準(zhǔn)的視覺(jué)確定偏差值，再修正它可以達(dá)到較好的放置結(jié)果。

2、通常來(lái)說(shuō)，視覺(jué)定位主要有兩種方式；其一，通過(guò)模板匹配來(lái)定位產(chǎn)品的標(biāo)記點(diǎn)，來(lái)確定它的偏差值；其二，通過(guò)定位產(chǎn)品的邊緣來(lái)確定產(chǎn)品的中心點(diǎn)，再與示教的位置比對(duì)確定偏差值；

3、然而，對(duì)于第一種來(lái)說(shuō)，當(dāng)標(biāo)記點(diǎn)與產(chǎn)品中心不重疊時(shí)，如果不發(fā)生角度的偏差，那么它的x和y方向的偏差值是準(zhǔn)確的，但如果有角度的偏差，那么會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記點(diǎn)的x和y方向產(chǎn)生新的偏差，這樣最后計(jì)算的偏差值將不準(zhǔn)確；對(duì)于第二種來(lái)說(shuō)，要確定產(chǎn)品的邊緣位置，就得需要視野比產(chǎn)品大，當(dāng)產(chǎn)品比較大的時(shí)候，視覺(jué)就不滿足了，或者是視野滿足的話帶來(lái)的就是精度不夠了，為此我們提出用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出標(biāo)記點(diǎn)與產(chǎn)品中心不重疊帶來(lái)的偏差值不準(zhǔn)確或較大的產(chǎn)品無(wú)法視覺(jué)定位的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法，包括以下步驟：

3、s1：對(duì)相機(jī)參數(shù)和光源參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后，記錄相機(jī)與光源的參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的電磁爐規(guī)格類型，并存入?yún)?shù)儲(chǔ)存庫(kù)中；

4、s2：電磁爐進(jìn)行碼垛時(shí)，根據(jù)電磁爐的規(guī)格類型從參數(shù)儲(chǔ)存庫(kù)中，調(diào)取相機(jī)與光源對(duì)于此類電磁爐進(jìn)行拍攝的參數(shù)，并根據(jù)此參數(shù)對(duì)相機(jī)以及光源進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成之后，對(duì)拍攝到的電磁爐圖像進(jìn)行抽樣檢測(cè)，符合標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)電磁爐進(jìn)行碼垛視覺(jué)定位工作；

5、s3：進(jìn)行碼垛的電磁爐進(jìn)行視覺(jué)定位時(shí)，首先根據(jù)電磁爐的規(guī)格判斷采用的相機(jī)拍攝模型，并根據(jù)判斷的相機(jī)拍攝模型，執(zhí)行拍攝視覺(jué)定位工作；相機(jī)拍攝模型包括：定位拍攝模式和移動(dòng)拍攝模式；

6、s4：根據(jù)判斷的拍攝模式對(duì)電磁爐進(jìn)行視覺(jué)定位獲取電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)，將電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)并與預(yù)設(shè)標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，獲取在x軸和y軸上的偏差值，并進(jìn)行位置修正，隨后獲取電磁爐的碼垛角度修正值，并對(duì)電磁爐的碼垛角度進(jìn)行修正。

7、優(yōu)選的，記錄相機(jī)與光源的參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的電磁爐規(guī)格類型，并存入?yún)?shù)儲(chǔ)存庫(kù)中的具體過(guò)程為：

8、步驟101：通過(guò)將相機(jī)安裝在運(yùn)動(dòng)模組上，隨后工作人員對(duì)相機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)工作環(huán)境下的光源參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后，對(duì)電磁爐產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)設(shè)檢測(cè)數(shù)量的拍攝，得到電磁爐產(chǎn)品的檢測(cè)圖像；對(duì)于每張檢測(cè)圖像，獲取檢測(cè)圖像的評(píng)測(cè)參數(shù)值，評(píng)測(cè)參數(shù)值包括：清晰度值、對(duì)比度值以及色彩還原度值；對(duì)于不同規(guī)格類型的電磁爐產(chǎn)品的檢測(cè)圖像均預(yù)設(shè)有評(píng)測(cè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值；通過(guò)將檢測(cè)圖像的評(píng)測(cè)參數(shù)值與對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)評(píng)測(cè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行作差，獲取檢測(cè)圖像的評(píng)測(cè)參數(shù)值與對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)評(píng)測(cè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值之間的平均清晰度偏離值qz、平均對(duì)比度偏離值dz以及平均色彩還原度偏離值sz；

9、步驟102：通過(guò)將平均清晰度偏離值qz、平均對(duì)比度偏離值dz以及平均色彩還原度偏離值sz，代入預(yù)設(shè)公式中：dpz=qz×a1+dz×a2+sz×a3，得到檢測(cè)圖像的檢測(cè)評(píng)測(cè)值dpz，其中a1、a2、a3為預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)；

10、步驟103：對(duì)于不同規(guī)格類型的電磁爐產(chǎn)品，預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值，將檢測(cè)圖像的檢測(cè)評(píng)測(cè)值dpz與預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值進(jìn)行比對(duì)；

11、步驟104：若檢測(cè)圖像的檢測(cè)評(píng)測(cè)值dpz大于或等于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值，則生成相機(jī)參數(shù)與光源參數(shù)調(diào)節(jié)指令發(fā)送至人員終端；

12、步驟105：若檢測(cè)圖像的檢測(cè)評(píng)測(cè)值dpz小于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值，則記錄相機(jī)與光源此時(shí)的參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的電磁爐規(guī)格類型，并存入?yún)?shù)儲(chǔ)存庫(kù)中，建立電磁爐規(guī)格類型與相機(jī)與光源此時(shí)的參數(shù)映射關(guān)系。

13、優(yōu)選的，人員終端接收到相機(jī)參數(shù)與光源參數(shù)調(diào)節(jié)指令后的工作過(guò)程為：

14、人員終端模塊對(duì)于不同規(guī)格類型的電磁爐產(chǎn)品，利用已標(biāo)注清晰度、對(duì)比度和色彩還原度的不同電磁爐產(chǎn)品歷史圖像問(wèn)題以及相應(yīng)的參數(shù)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用隨機(jī)森林算法，建立參數(shù)調(diào)節(jié)診斷模型，當(dāng)人員終端模塊接收到相機(jī)參數(shù)與光源參數(shù)調(diào)節(jié)指令時(shí)，獲取該指令對(duì)應(yīng)的電磁爐規(guī)格類型、調(diào)節(jié)圖像的清晰度值、對(duì)比度值以及色彩還原度值，并代入?yún)?shù)調(diào)節(jié)診斷模型中，輸出對(duì)相機(jī)參數(shù)與光源參數(shù)的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，并根據(jù)此調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對(duì)相機(jī)參數(shù)與光源參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)完成后，再次執(zhí)行步驟101－步驟104；若調(diào)節(jié)完成后，拍攝圖像的dpz仍然大于或等于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值，則對(duì)參數(shù)調(diào)節(jié)診斷模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，直至使拍攝圖像的dpz小于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值為止，當(dāng)拍攝圖像的dpz小于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值時(shí)，則執(zhí)行步驟105。

15、優(yōu)選的，對(duì)拍攝到的電磁爐圖像進(jìn)行抽樣檢測(cè)的具體過(guò)程為：

16、調(diào)節(jié)完成之后，對(duì)拍攝到的電磁爐圖像進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測(cè)，即檢測(cè)拍攝到的電磁爐圖像的檢測(cè)評(píng)測(cè)值是否小于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值，將檢測(cè)評(píng)測(cè)值小于或等于預(yù)設(shè)檢測(cè)評(píng)測(cè)閾值對(duì)應(yīng)的抽樣圖像標(biāo)記為合格圖像，反之，將大于預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)評(píng)測(cè)閾值對(duì)應(yīng)的抽樣圖像標(biāo)記為不合格圖像，求取抽樣檢測(cè)圖像中，不合格圖像的不合格率，預(yù)設(shè)不合格率閾值，若抽樣檢測(cè)圖像的不合格率大于或等于不合格率閾值，則工作人員對(duì)相機(jī)與光源的參數(shù)進(jìn)行修正調(diào)節(jié)，反之，若不合格率小于不合格率閾值，則開(kāi)始對(duì)電磁爐進(jìn)行碼垛，并對(duì)碼垛的電磁爐進(jìn)行視覺(jué)定位工作。

17、優(yōu)選的，根據(jù)電磁爐的規(guī)格判斷采用的定位的方式的過(guò)程為：

18、獲取相機(jī)對(duì)電磁爐拍攝的圖像中檢測(cè)到的電磁爐對(duì)角邊緣長(zhǎng)度，通過(guò)將電磁爐圖像中檢測(cè)到的電磁爐對(duì)角邊緣長(zhǎng)度與實(shí)際電磁爐的長(zhǎng)度進(jìn)行比對(duì)，預(yù)設(shè)誤差閾值區(qū)間，若比對(duì)結(jié)果在預(yù)設(shè)誤差閾值區(qū)間內(nèi)，則執(zhí)行相機(jī)定位拍攝模式；反之若不在誤差閾值區(qū)間內(nèi)，則執(zhí)行相機(jī)移動(dòng)拍攝模式。

19、優(yōu)選的，根據(jù)判斷的拍攝模式對(duì)電磁爐進(jìn)行視覺(jué)定位獲取電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)的過(guò)程為：

20、以運(yùn)動(dòng)模組的初始位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，利用圖像邊緣算法，識(shí)別出電磁爐的對(duì)角點(diǎn)a和點(diǎn)b以及對(duì)角點(diǎn)c和點(diǎn)d；

21、若執(zhí)行單元采用移動(dòng)拍攝模式時(shí)，運(yùn)動(dòng)模組帶動(dòng)著相機(jī)分別運(yùn)動(dòng)到電磁爐的對(duì)角點(diǎn)a和點(diǎn)b，在對(duì)角點(diǎn)a時(shí)拍照后，記錄運(yùn)動(dòng)模組的位置(xa，ya)，同時(shí)記錄相機(jī)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)模組的位置記為(x1，y1)；獲取電磁爐產(chǎn)品對(duì)角點(diǎn)a在相機(jī)自帶坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，記為（x2，y2），并將此坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)化成以運(yùn)動(dòng)模組的初始位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，得到電磁爐的對(duì)角點(diǎn)a的位置(xa+x1+x2，ya+y1+y2)，在對(duì)角點(diǎn)b時(shí)拍照后，記錄運(yùn)動(dòng)模組的位置(xb，yb)，相機(jī)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)模組的位置（x3，y3），獲取電磁爐產(chǎn)品對(duì)角點(diǎn)b在相機(jī)自帶坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，記為（x4，y4），并將此坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)化成以運(yùn)動(dòng)模組的初始位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，得到產(chǎn)品的對(duì)角b的位置(xb+x3+x4，yb+y3+y4)，則產(chǎn)品的中心點(diǎn)的位置為{(xb+x3+x4-xa-x1-x2)/2，（yb+y3+y4-ya-y1-y2)/2}，由于相機(jī)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)模組的位置是恒定不變的，即（x1，y1）和（x3，y3）是相等的，那么產(chǎn)品的中心點(diǎn)最終為{(xb+x4-xa-x2)/2，（yb+y4-ya-y2)/2}；由于運(yùn)動(dòng)模組移動(dòng)的坐標(biāo)，a點(diǎn)和b點(diǎn)在相機(jī)內(nèi)的坐標(biāo)均可以直接獲取，因此可算出電磁爐產(chǎn)品的中心點(diǎn)坐標(biāo)；

22、若執(zhí)行單元采用定位拍攝模式，則運(yùn)動(dòng)模組將不需要運(yùn)動(dòng)，即(xa，ya)和(xb，yb)是相同的，因此產(chǎn)品的中心點(diǎn)將是{(x4-x2)/2，（y4-y2)/2}。

23、優(yōu)選的，對(duì)碼垛的電磁爐進(jìn)行位置修正的過(guò)程為：

24、預(yù)設(shè)電磁爐產(chǎn)品放置標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)，檢測(cè)電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)與標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)之間的x軸和y軸上的偏差值，并分別標(biāo)記為△x和△y，預(yù)設(shè)x軸和y軸均預(yù)設(shè)偏離誤差閾值區(qū)間，分別將△x和△y與對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏離誤差閾值區(qū)間進(jìn)行比對(duì)，若△x和△y大于對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏離誤差閾值區(qū)間，則根據(jù)△x和△y的正負(fù)值，對(duì)碼垛的電磁爐進(jìn)行位置移動(dòng)修正，使電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)與標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)齊，其中對(duì)齊的標(biāo)準(zhǔn)是若△x和△y處于對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏離誤差閾值區(qū)間內(nèi)。

25、優(yōu)選的，對(duì)電磁爐的碼垛角度進(jìn)行修正的過(guò)程為：

26、當(dāng)電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)與標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)齊結(jié)束后，預(yù)設(shè)電磁爐標(biāo)準(zhǔn)碼垛放置模版，預(yù)設(shè)電磁爐標(biāo)準(zhǔn)碼垛放置模版中的與a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為a’，與b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為b’，分別通過(guò)電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)連接a點(diǎn)與b點(diǎn)的對(duì)角線以及a’點(diǎn)與b’點(diǎn)的對(duì)角線，獲取a點(diǎn)與a’之間的夾角a°，并將其標(biāo)記為旋轉(zhuǎn)修正角度，預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)修正角度標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間，將旋轉(zhuǎn)修正角度a°與預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)修正角度標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間進(jìn)行匹配，若在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，則表示電磁爐位置以進(jìn)行正確放置，若不在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，則生成角度修正指令發(fā)送至執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊將根據(jù)旋轉(zhuǎn)修正角度a°對(duì)電磁爐的碼垛角度進(jìn)行修正，修正過(guò)程為：若a°小于180°，則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)修正，若a°大于180°，則順時(shí)針旋轉(zhuǎn)修正，即使a點(diǎn)與a’之間的坐標(biāo)偏差角度在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

28、（1）、該用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法，通過(guò)對(duì)相機(jī)參數(shù)和光源參數(shù)的細(xì)致調(diào)節(jié)及評(píng)估，確保相機(jī)在對(duì)不同規(guī)格電磁爐產(chǎn)品拍攝過(guò)程中能獲取清晰、準(zhǔn)確的圖像；具體表現(xiàn)為對(duì)清晰度值、對(duì)比度值以及色彩還原度值等評(píng)測(cè)參數(shù)的把控，利用調(diào)節(jié)圖像的占比值以及與標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間的平均偏離值等多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估，保障了圖像質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性；

29、當(dāng)拍攝圖像的檢測(cè)評(píng)測(cè)值不滿足要求時(shí)，能夠通過(guò)人員終端模塊的參數(shù)調(diào)節(jié)診斷模型輸出調(diào)節(jié)策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)參數(shù)與光源參數(shù)的智能調(diào)節(jié)，并不斷更新模型數(shù)據(jù)直至達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有效適應(yīng)了不同工作環(huán)境和電磁爐產(chǎn)品特性的變化，提高了圖像拍攝的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。

30、（2）、該用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法，在對(duì)電磁爐進(jìn)行碼垛時(shí)，根據(jù)其規(guī)格類型從參數(shù)儲(chǔ)存庫(kù)準(zhǔn)確調(diào)取相機(jī)與光源的拍攝參數(shù)，加快了對(duì)相機(jī)與光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的效率，并在調(diào)節(jié)后，進(jìn)行抽樣檢測(cè)驗(yàn)證；通過(guò)不合格率閾值的設(shè)定，確保了拍攝參數(shù)的有效性，只有在不合格率低于閾值時(shí)才開(kāi)始碼垛工作，降低了因圖像質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致碼垛錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

31、（3）、該用于半成品的電磁爐灶碼垛的機(jī)器視覺(jué)定位的方法，通過(guò)根據(jù)電磁爐的規(guī)格智能判斷采用合適的定位方式，無(wú)論是產(chǎn)品大于相機(jī)視野的移動(dòng)拍攝模式還是產(chǎn)品小于相機(jī)視野的定位拍攝模式，都能準(zhǔn)確識(shí)別電磁爐的中心點(diǎn)坐標(biāo)信息，提高了定位的靈活性和適應(yīng)性，根據(jù)檢測(cè)的電磁爐中心點(diǎn)坐標(biāo)與標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)之間的偏差值，進(jìn)行位置修正，同時(shí)通過(guò)對(duì)碼垛角度進(jìn)行修正，使電磁爐的放置位置和角度都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，保證了碼垛的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，減少了因位置和角度偏差導(dǎo)致的碼垛不整齊或產(chǎn)品損壞等問(wèn)題，提高了碼垛質(zhì)量和生產(chǎn)安全性。