[发明专利]基于单目视觉的传送带上产品实时定位系统和方法

权利要求书

1.基于单目视觉的传送带上产品实时定位方法，包括摄像机(1)，在传送带(5)首端上方设有一个摄像机(1)，摄像机(1)与计算机(2)连接，其特征是包括以下步骤：

一、计算摄像机的内参数，建立世界坐标系得到外参数和基础矩阵；

二、测量出摄像机的在传送带平面上的投影点(C)的世界坐标；

三、根据定位要求，产生一个四边形(abcd)二值化的图片，作为取景框图片；

四、对图片进行边缘检测，并和取景框图片进行与运算，得到只有产品的边缘的图片；

五、运用行扫描方式，自动分离产品；

六、对图片中单个产品进行列扫描得到产品的下边界；

七、计算出图片中下边界各点的世界坐标，计算出世界坐标系各点沿传送带至投影点(C)的距离，找出最近的一点和距离，该最近的一点即为定位点和定位距离；

通过以上步骤实现产品实时定位。

2.根据权利要求1所述的基于单目视觉的传送带上产品实时定位方法，其特征是：在静止的传送带(5)的定位区域(4)内放置有标定板。

3.根据权利要求1所述的基于单目视觉的传送带上产品实时定位方法，其特征是：传送带启动前，固定摄像机，在静止的传送带平面上，在要求的定位范围内放置一个标定板，通过摄像机获取多张含有各个角度的标定板清晰成像的图片，运用matlab工具箱toolbox_calib计算得到摄像机的内参数；

并且以选取标定板一个格点为坐标原点O点，建立世界坐标系OXYZ，其中X轴平行于传送带运动方向，Y轴垂直于传送带运动方向，Z轴垂直于传送带平面，在后续过程中保持摄像机的位置不变；

测量出摄像机投影在传送带平面上投影点(C)的世界坐标(X_C,Y_C,0)。

4.根据权利要求1所述的基于单目视觉的传送带上产品实时定位方法，其特征是：对摄像机获取的图像分帧处理，分离含有标定板的图片和含有传送带的图片并保存下来，结合第二步中建立的世界坐标系，再次利用matlab工具箱toolbox_calib计算出摄像机外参数和基础矩阵：

$H=\left[\begin{array}{ccc}a& b& c\\ d& e& f\\ g& h& i\end{array}\right].$

5.根据权利要求1所述的基于单目视觉的传送带上产品实时定位方法，其特征是：在含有传送带的图片中，确定出一个四边形(abcd)框，仅使图片中的传送带平面落在四边形(abcd)内，记录四边形的四个角的像素坐标，运用matlab中的roipoly函数产生一个四边形(abcd)二值化的图片，作为取景框图片。

6.根据权利要求5所述的基于单目视觉的传送带上产品实时定位方法，其特征是：取走标定板，启动传送带，通过摄像机获取含有产品(3)的图片，进行分帧处理；

利用canny算子，设置合适的阈值对摄像机中含有产品(3)的每一帧图片进行边缘检测，得到含有产品边缘的二值化图片；

处理后的含有产品边缘的二值化图片分别和取景框图片进行与运算，得到只含有产品的边缘的图片。