[发明专利]一种物料精密转载平台的视觉定位方法

权利要求书

1.一种物料精密转载平台的视觉定位方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一，建立视觉系统模型：在空中物料输送线上安装双色同心圆点标识，外圈为红色，内圆为蓝色，在转载平台上垂直安装CCD摄像机，建立单目视觉系统模型，实时采集空中物料输送线上的圆点标识图像；

步骤二，识别图像采集：将CCD摄像机采集得到的原始图像转换为YCbCr颜色空间下的数字图像，根据转载平台所处的不同高度，以不同的颜色分量下的图像作为圆点标识特征识别图像；

步骤三，图像特征提取：对采集得到的图像进行图像预处理，对预处理后的圆点标识图像进行特征识别，提取圆点标识的边界点信息，计算得到圆点标识的圆心坐标；

步骤四，圆心位置偏差计算：根据得到的圆心坐标，计算得到相对于图像中心点坐标的偏差像素点个数，将计算得到的实时位置偏差信息发送给转载平台运动控制板；

步骤五，精确定位：运动控制器根据实时反馈回来的位置偏差信息对转载平台XY方向上的电机进行闭环运动控制，不断修正转载平台与悬挂输送线的相对位置，并通过设定不同的阈值范围实现对转载平台修正移动速度的控制，当位置偏差大于30个像素点时，转载平台的修正移动速度设置为2mm/s；当位置偏差在10到30个像素点之间时，转载平台的修正移动速度逐渐减到1mm/s；当位置偏差1到10个像素点之间时，转载平台的修正移动速度设置为1mm/s；当位置偏差在一个像素点范围内，电机停止运转，最终完成转载平台与空中物料输送线的精确定位。

2.如权利要求1所述的物料精密转载平台的视觉定位方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：

(1)转载平台在离空中物料输送线0.35m的粗定位点，以采集得到的彩色图像的红色分量作为圆点标识特征的原始数据，对双色同心圆点标识直径较大的红色外圈进行识别；

(2)转载平台在离空中物料输送线0.1m的精定位点，以采集得到的彩色图像的蓝色分量作为圆点标识特征的原始数据，对双色同心圆点标识直径较小的蓝色内圆进行识别。

3.如权利要求1所述的物料精密转载平台的视觉定位方法，其特征在于：所述步骤三具体包括：

步骤3.1：对采集得到的图像进行图像预处理：通过畸变矫正，消除图像的桶型畸变；对图像进行中值滤波，剔除图像噪声；采用自适应阈值法对图像进行阈值分割，得到二值化图像；最后对图像进行两次形态学处理，得到最终的圆点标识特征图像；

步骤3.2：提取圆点标识边界点：对图像进行扫描，判断像素点及其后5个点的灰度值，剔除边界干扰点，粗定位时，圆点标识形状呈现为圆环，图像扫描的过程中出现两对边界点的情况，分别为左边界横坐标u₁₁、u₂₁和右边界横坐标u₁₂、u₂₂，通过公式(1)判断边界点的对数，选取圆环外圆相对应的边界坐标，精定位时，圆点标识形状呈现为圆，提取得到的边界点即为圆点标识的边界坐标

在扫描过程中，一行扫描结束后，若没有提取到相应边界坐标，则对判断标志为flag累加计数，若有，则对判断标志为flag进行清除，如若提取到边界坐标个数超过30，同时判断标志flag累计超过15后，则可认为圆点标识边界提取已全部完成；

步骤3.3：圆点标识圆心计算：根据圆具有的中心对称性质，圆心的横坐标应与每一行边界点中点的横坐标相等，圆心的纵坐标应与每一列边界点中点的纵坐标相等，用点霍夫变换在一维参数空间中通过累加器A(u)对各个中点横坐标进行累加计数，累加器中最大值A_max(u)所对应的中点横坐标即为圆心横坐标，同样的通过累加器A(v)对每一列各个中点进行累加计数，累加器中最大值A_max(v)所对应的中点纵坐标即为圆心纵坐标。