[发明专利]一种基于机器视觉的智能石材切割方法

说明书

本发明涉及基于机器视觉的智能石材切割方法，包括如下步骤：(1)、工业相机标定；(2)、订单解析；(3)、获取图像；(4)、石材轮廓提取；(5)、排版切割；(6)、加工信息实时统计。该方法能有效取代传统石材切割需人工核对订单、需人工测量石板、需人工制定排版切割方案、需人工对刀切割、需人工统计加工信息等一系列工序，真正实现了智能、高效、稳定可靠的石材自动化切割。

技术领域

本发明属于石材切割技术领域，涉及一种石材切割方法，尤其涉及一种基于机器视觉的智能石材切割方法。

背景技术

石材在使用过程中，需要进行切割，以满足形状和大小等的不同需求。但是，目前，利用石材切割机切割石材之前，需要人工测量石材尺寸，然后根据实际加工要求，人工制定排版方案和切割方案，以保证整个石材的高利用率。在此过程中，费时费力，且精度较低、容易出现人为误差，从而使得排版和切割方案往往不能达到最优。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的石材切割方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种基于机器视觉的智能石材切割方法，该方法能有效取代传统石材切割需人工核对订单、需人工测量石板、需人工制定排版切割方案、需人工对刀切割、需人工统计加工信息等一系列工序，真正实现了智能、高效、稳定可靠的石材自动化切割。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉的智能石材切割方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、工业相机标定：将标定板平放于工作底台上，工控计算机发送指令给PLC控制器，在所述PLC控制器的控制下驱动切割机运动，使固定于所述切割机上的工业相机运动至所述工作底台的正上方，拍摄所述标定板的图像，进行畸变校正，获取畸变系数，然后获取所述标定板的正视图并获取所述正视图的转换矩阵，之后存储标定参数；

(2)、订单解析：对待加工订单中所涉及的石材进行分类、排序；根据排序结果制定订单中所涉及的石材的上料次序和加工次序；

(3)、获取图像：所述工控计算机发送指令，使所述切割机在所述PLC控制器的控制下带动所述工业相机运动至所述工作底台的正上方，拍摄未放置石材时的所述工作底台的图像；然后，将待加工的所述石材放置到所述工作底台上，再次拍摄图像；最后，对两次拍摄的图像进行畸变校正，分别获取所述工作底台未放置石材和放置石材时的正视图；

(4)、石材轮廓提取：首先，依据所述工作底台未放置石材和放置石材时的正视图初步获取所述石材的轮廓；然后，进一步获取所述石材的高准确度的轮廓；最后，根据需要，人工手动修正所述石材的轮廓；

(5)、排版切割：首先，计算所述石材的轮廓的最大内接矩形，确定排版区域；然后，基于所述排版区域和加工订单，制定可以完成一刀切的排版方案，并规划切割路径；最后，所述工控计算机发送切割路径给所述PLC控制器，所述PLC控制器控制所述切割机对所述石材进行切割；

(6)、加工信息实时统计：在切割的过程中，对已完成切割的订单及其加工数量进行统计，并对订单的状态进行实时更新。

进一步地，其中，所述工业相机标定中所用的所述标定板为高精度大画幅的棋盘格标定板，并且，在所述工业相机标定过程中利用鱼眼镜头成像模型进行畸变校正，获取畸变系数，并利用透视投影法获取所述标定板的正视图并获取正视图的转换矩阵，然后存储标定参数。

更进一步地，其中，所述订单解析为：根据订单中所涉及的石材材料和石材的厚度对订单进行分类，对同一类中的订单按照单体面积的大小进行降序排序，并根据排序结果制定订单中所涉及的石材的上料次序和加工次序。

再进一步地，其中，所述轮廓提取为：首先，基于混合高斯模型对背景建模，初步获取石材轮廓；然后，采用基于支持向量机的轮廓提取算法进一步获取所述石材的高准确度的轮廓；最后，根据需要，人工手动修正所述石材的轮廓。