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

背景技術：

1、產品在碼垛堆疊過程中，往往需要通過視覺來輔助確定放置位置，特別是在放置過程中容易產生位移，或者是對放置一致性要求較高的，通過精準的視覺確定偏差值，再修正它可以達到較好的放置結果。

2、通常來說，視覺定位主要有兩種方式；其一，通過模板匹配來定位產品的標記點，來確定它的偏差值；其二，通過定位產品的邊緣來確定產品的中心點，再與示教的位置比對確定偏差值；

3、然而，對于第一種來說，當標記點與產品中心不重疊時，如果不發(fā)生角度的偏差，那么它的x和y方向的偏差值是準確的，但如果有角度的偏差，那么會導致標記點的x和y方向產生新的偏差，這樣最后計算的偏差值將不準確；對于第二種來說，要確定產品的邊緣位置，就得需要視野比產品大，當產品比較大的時候，視覺就不滿足了，或者是視野滿足的話帶來的就是精度不夠了，為此我們提出用于半成品的電磁爐灶碼垛的機器視覺定位的方法。

技術實現(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器視覺定位的方法，以解決上述背景技術中提出標記點與產品中心不重疊帶來的偏差值不準確或較大的產品無法視覺定位的問題。

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

3、s1：對相機參數(shù)和光源參數(shù)進行調節(jié)，調節(jié)完成后，記錄相機與光源的參數(shù)以及對應的電磁爐規(guī)格類型，并存入參數(shù)儲存庫中；

4、s2：電磁爐進行碼垛時，根據電磁爐的規(guī)格類型從參數(shù)儲存庫中，調取相機與光源對于此類電磁爐進行拍攝的參數(shù)，并根據此參數(shù)對相機以及光源進行相應的調節(jié)，調節(jié)完成之后，對拍攝到的電磁爐圖像進行抽樣檢測，符合標準后，對電磁爐進行碼垛視覺定位工作；

5、s3：進行碼垛的電磁爐進行視覺定位時，首先根據電磁爐的規(guī)格判斷采用的相機拍攝模型，并根據判斷的相機拍攝模型，執(zhí)行拍攝視覺定位工作；相機拍攝模型包括：定位拍攝模式和移動拍攝模式；

6、s4：根據判斷的拍攝模式對電磁爐進行視覺定位獲取電磁爐的中心點坐標，將電磁爐的中心點坐標并與預設標記點坐標進行比對，獲取在x軸和y軸上的偏差值，并進行位置修正，隨后獲取電磁爐的碼垛角度修正值，并對電磁爐的碼垛角度進行修正。

7、優(yōu)選的，記錄相機與光源的參數(shù)以及對應的電磁爐規(guī)格類型，并存入參數(shù)儲存庫中的具體過程為：

8、步驟101：通過將相機安裝在運動模組上，隨后工作人員對相機的參數(shù)進行調節(jié)，同時對工作環(huán)境下的光源參數(shù)進行調節(jié)，調節(jié)完成后，對電磁爐產品進行預設檢測數(shù)量的拍攝，得到電磁爐產品的檢測圖像；對于每張檢測圖像，獲取檢測圖像的評測參數(shù)值，評測參數(shù)值包括：清晰度值、對比度值以及色彩還原度值；對于不同規(guī)格類型的電磁爐產品的檢測圖像均預設有評測參數(shù)標準值；通過將檢測圖像的評測參數(shù)值與對應預設評測參數(shù)標準值進行作差，獲取檢測圖像的評測參數(shù)值與對應預設評測參數(shù)標準值之間的平均清晰度偏離值qz、平均對比度偏離值dz以及平均色彩還原度偏離值sz；

9、步驟102：通過將平均清晰度偏離值qz、平均對比度偏離值dz以及平均色彩還原度偏離值sz，代入預設公式中：dpz=qz×a1+dz×a2+sz×a3，得到檢測圖像的檢測評測值dpz，其中a1、a2、a3為預設權重系數(shù)；

10、步驟103：對于不同規(guī)格類型的電磁爐產品，預設檢測評測閾值，將檢測圖像的檢測評測值dpz與預設檢測評測閾值進行比對；

11、步驟104：若檢測圖像的檢測評測值dpz大于或等于預設檢測評測閾值，則生成相機參數(shù)與光源參數(shù)調節(jié)指令發(fā)送至人員終端；

12、步驟105：若檢測圖像的檢測評測值dpz小于預設檢測評測閾值，則記錄相機與光源此時的參數(shù)以及對應的電磁爐規(guī)格類型，并存入參數(shù)儲存庫中，建立電磁爐規(guī)格類型與相機與光源此時的參數(shù)映射關系。

13、優(yōu)選的，人員終端接收到相機參數(shù)與光源參數(shù)調節(jié)指令后的工作過程為：

14、人員終端模塊對于不同規(guī)格類型的電磁爐產品，利用已標注清晰度、對比度和色彩還原度的不同電磁爐產品歷史圖像問題以及相應的參數(shù)調節(jié)數(shù)據之間的對應關系，利用隨機森林算法，建立參數(shù)調節(jié)診斷模型，當人員終端模塊接收到相機參數(shù)與光源參數(shù)調節(jié)指令時，獲取該指令對應的電磁爐規(guī)格類型、調節(jié)圖像的清晰度值、對比度值以及色彩還原度值，并代入參數(shù)調節(jié)診斷模型中，輸出對相機參數(shù)與光源參數(shù)的調節(jié)數(shù)據，并根據此調節(jié)數(shù)據對相機參數(shù)與光源參數(shù)進行調節(jié)；調節(jié)完成后，再次執(zhí)行步驟101－步驟104；若調節(jié)完成后，拍攝圖像的dpz仍然大于或等于預設檢測評測閾值，則對參數(shù)調節(jié)診斷模型中的數(shù)據進行更新，直至使拍攝圖像的dpz小于預設檢測評測閾值為止，當拍攝圖像的dpz小于預設檢測評測閾值時，則執(zhí)行步驟105。

15、優(yōu)選的，對拍攝到的電磁爐圖像進行抽樣檢測的具體過程為：

16、調節(jié)完成之后，對拍攝到的電磁爐圖像進行隨機抽樣檢測，即檢測拍攝到的電磁爐圖像的檢測評測值是否小于預設檢測評測閾值，將檢測評測值小于或等于預設檢測評測閾值對應的抽樣圖像標記為合格圖像，反之，將大于預設調節(jié)評測閾值對應的抽樣圖像標記為不合格圖像，求取抽樣檢測圖像中，不合格圖像的不合格率，預設不合格率閾值，若抽樣檢測圖像的不合格率大于或等于不合格率閾值，則工作人員對相機與光源的參數(shù)進行修正調節(jié)，反之，若不合格率小于不合格率閾值，則開始對電磁爐進行碼垛，并對碼垛的電磁爐進行視覺定位工作。

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

18、獲取相機對電磁爐拍攝的圖像中檢測到的電磁爐對角邊緣長度，通過將電磁爐圖像中檢測到的電磁爐對角邊緣長度與實際電磁爐的長度進行比對，預設誤差閾值區(qū)間，若比對結果在預設誤差閾值區(qū)間內，則執(zhí)行相機定位拍攝模式；反之若不在誤差閾值區(qū)間內，則執(zhí)行相機移動拍攝模式。

19、優(yōu)選的，根據判斷的拍攝模式對電磁爐進行視覺定位獲取電磁爐的中心點坐標的過程為：

20、以運動模組的初始位置作為坐標原點建立直角坐標系，利用圖像邊緣算法，識別出電磁爐的對角點a和點b以及對角點c和點d；

21、若執(zhí)行單元采用移動拍攝模式時，運動模組帶動著相機分別運動到電磁爐的對角點a和點b，在對角點a時拍照后，記錄運動模組的位置(xa，ya)，同時記錄相機相對于運動模組的位置記為(x1，y1)；獲取電磁爐產品對角點a在相機自帶坐標系中的坐標，記為（x2，y2），并將此坐標進行轉化成以運動模組的初始位置作為坐標原點建立的直角坐標系中的坐標，得到電磁爐的對角點a的位置(xa+x1+x2，ya+y1+y2)，在對角點b時拍照后，記錄運動模組的位置(xb，yb)，相機相對于運動模組的位置（x3，y3），獲取電磁爐產品對角點b在相機自帶坐標系中的坐標，記為（x4，y4），并將此坐標進行轉化成以運動模組的初始位置作為坐標原點建立的直角坐標系中的坐標，得到產品的對角b的位置(xb+x3+x4，yb+y3+y4)，則產品的中心點的位置為{(xb+x3+x4-xa-x1-x2)/2，（yb+y3+y4-ya-y1-y2)/2}，由于相機相對于運動模組的位置是恒定不變的，即（x1，y1）和（x3，y3）是相等的，那么產品的中心點最終為{(xb+x4-xa-x2)/2，（yb+y4-ya-y2)/2}；由于運動模組移動的坐標，a點和b點在相機內的坐標均可以直接獲取，因此可算出電磁爐產品的中心點坐標；

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

23、優(yōu)選的，對碼垛的電磁爐進行位置修正的過程為：

24、預設電磁爐產品放置標記點坐標，檢測電磁爐的中心點坐標與標記點坐標之間的x軸和y軸上的偏差值，并分別標記為△x和△y，預設x軸和y軸均預設偏離誤差閾值區(qū)間，分別將△x和△y與對應的預設偏離誤差閾值區(qū)間進行比對，若△x和△y大于對應的預設偏離誤差閾值區(qū)間，則根據△x和△y的正負值，對碼垛的電磁爐進行位置移動修正，使電磁爐的中心點坐標與標記點坐標進行對齊，其中對齊的標準是若△x和△y處于對應的預設偏離誤差閾值區(qū)間內。

25、優(yōu)選的，對電磁爐的碼垛角度進行修正的過程為：

26、當電磁爐的中心點坐標與標記點坐標對齊結束后，預設電磁爐標準碼垛放置模版，預設電磁爐標準碼垛放置模版中的與a點對應的點為a’，與b點對應的點為b’，分別通過電磁爐的中心點坐標連接a點與b點的對角線以及a’點與b’點的對角線，獲取a點與a’之間的夾角a°，并將其標記為旋轉修正角度，預設旋轉修正角度標準區(qū)間，將旋轉修正角度a°與預設旋轉修正角度標準區(qū)間進行匹配，若在預設標準區(qū)間內，則表示電磁爐位置以進行正確放置，若不在預設標準區(qū)間內，則生成角度修正指令發(fā)送至執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊將根據旋轉修正角度a°對電磁爐的碼垛角度進行修正，修正過程為：若a°小于180°，則逆時針旋轉修正，若a°大于180°，則順時針旋轉修正，即使a點與a’之間的坐標偏差角度在預設標準區(qū)間內。

27、與現(xiàn)有技術相比，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器視覺定位的方法，通過對相機參數(shù)和光源參數(shù)的細致調節(jié)及評估，確保相機在對不同規(guī)格電磁爐產品拍攝過程中能獲取清晰、準確的圖像；具體表現(xiàn)為對清晰度值、對比度值以及色彩還原度值等評測參數(shù)的把控，利用調節(jié)圖像的占比值以及與標準區(qū)間的平均偏離值等多維度數(shù)據進行綜合評估，保障了圖像質量的可靠性和穩(wěn)定性；

29、當拍攝圖像的檢測評測值不滿足要求時，能夠通過人員終端模塊的參數(shù)調節(jié)診斷模型輸出調節(jié)策略，實現(xiàn)對相機參數(shù)與光源參數(shù)的智能調節(jié)，并不斷更新模型數(shù)據直至達到預設標準，有效適應了不同工作環(huán)境和電磁爐產品特性的變化，提高了圖像拍攝的適應性和準確性。

30、（2）、該用于半成品的電磁爐灶碼垛的機器視覺定位的方法，在對電磁爐進行碼垛時，根據其規(guī)格類型從參數(shù)儲存庫準確調取相機與光源的拍攝參數(shù)，加快了對相機與光源進行調節(jié)的效率，并在調節(jié)后，進行抽樣檢測驗證；通過不合格率閾值的設定，確保了拍攝參數(shù)的有效性，只有在不合格率低于閾值時才開始碼垛工作，降低了因圖像質量問題導致碼垛錯誤的風險。

31、（3）、該用于半成品的電磁爐灶碼垛的機器視覺定位的方法，通過根據電磁爐的規(guī)格智能判斷采用合適的定位方式，無論是產品大于相機視野的移動拍攝模式還是產品小于相機視野的定位拍攝模式，都能準確識別電磁爐的中心點坐標信息，提高了定位的靈活性和適應性，根據檢測的電磁爐中心點坐標與標記點坐標之間的偏差值，進行位置修正，同時通過對碼垛角度進行修正，使電磁爐的放置位置和角度都符合標準要求，保證了碼垛的準確性和穩(wěn)定性，減少了因位置和角度偏差導致的碼垛不整齊或產品損壞等問題，提高了碼垛質量和生產安全性。