[发明专利]一种基于机器视觉纽扣自动对准方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉纽扣自动对准方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)模板生成：获取处于标准位置的标准纽扣图像，选取检测区域，生成模板文件和检测区域图像；所述模板文件包括：第一参数：截取中心；第二参数：截取半径；第三参数：二值化阈值；第四参数：纽扣扣眼个数和允许未检测出的扣眼个数；第五参数：霍夫曼检测圆方法的相关参数；第六参数：纽扣扣眼的半径和半径幅度值；第七参数：检测出的纽扣扣眼的圆心坐标；第八参数：检测区域的位置；

(2)计算待检纽扣的旋转角度：获取待检纽扣图像，根据模板文件内容，计算待检纽扣旋转到标准方向所需的旋转角度；具体包括以下子步骤：

(21)读取模板文件，获取模板信息；

(22)通过摄像头获取与标准纽扣同一位置同一环境下的待检纽扣的图像；

(23)对待检纽扣图像进行预处理，完成图像的滤波和锐化工作，得到待检纽扣的滤波结果图像，锐化结果图像；

(24)根据模板中第一参数和第二参数，对所述待检纽扣的滤波结果图像和锐化结果图像进行截取操作，得到待检纽扣的滤波截取图像和锐化截取图像；

(25)获取模板文件中的第三参数，对待检纽扣的锐化截取图像进行二值化处理；对二值化后的图像，根据模板文中第四参数、第五参数、第六参数和第七参数，检测任意一个扣眼圆心，与模板文件中任意一个扣眼圆心对应，以纽扣轮廓圆心为旋转中心，计算旋转角度θ；

(26)以待检纽扣的滤波截取图像的中心为旋转中心，分别旋转θ，θ+90，θ+180，θ+270度；每旋转一次则进行检测区对比，检测输出值最小，表示最佳匹配，其对应的旋转角度即为计算结果。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉纽扣自动对准方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

(11)固定纽扣于标准的位置和方向，通过摄像头获取纽扣图像；

(12)对标准纽扣图像进行预处理：完成图像的滤波和锐化，得到标准纽扣的滤波结果图像和锐化结果图像；

(13)根据霍夫曼检测圆方法，检测纽扣轮廓和扣眼的圆心和半径，截取纽扣图像，生成模板文件；

(14)截取预处理后的图像检测区域，生成检测图。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉纽扣自动对准方法，其特征在于，所述步骤(12)中对标准纽扣图像进行预处理具体包括：对纽扣图像进行初步处理，包括灰度处理，高斯滤波处理，归一化处理及sobel算子锐化处理。

4.根据权利要求2所述的基于机器视觉纽扣自动对准方法，其特征在于，所述步骤(13)具体包括：

轮廓检测：选取第一阈值对所述标准纽扣的锐化结果图像进行二值化处理，根据霍夫曼检测圆的方法，选取参数，检测纽扣轮廓，将纽扣轮廓的圆心坐标保存为模板文件中的第一参数；

图像截取：获取所述纽扣轮廓的半径，选取比轮廓稍大的截取半径，以确保截取到全部的纽扣图像内容，并存为模板文件中的第二参数；根据第一参数和第二参数，对所述标准纽扣的滤波结果图像和锐化结果图像进行截取操作，得到标准纽扣的滤波截取图像和锐化截取图像；

检测扣眼：选取第二阈值对所述标准纽扣的锐化截取图像进行二值化处理，根据霍夫曼检测圆方法，进行纽扣扣眼的圆心和半径的检测；将第二阈值存为模板文件中的第三参数，将纽扣的扣眼个数和允许未检测出的扣眼个数存为模板文件中的第四参数，将霍夫曼检测圆方法的参数存为模板文件中的第五参数，将纽扣扣眼的半径和半径幅度值存为模板文件中的第六参数，将检测出的纽扣扣眼的圆心坐标存为模板文件中的第七参数。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉纽扣自动对准方法，其特征在于，所述步骤(14)具体为：获取所述标准纽扣的滤波截取图像，截取纽扣图案中的单个字母或数字的矩形图像区域，生成检测图，将检测区域的位置信息存为模板文件中的第八参数。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉纽扣自动对准方法，其特征在于，所述步骤(26)中的检测区对比具体为：

确定待截取的检测区域大小：依据模板文本文件中的第八参数，获取检测图的左上角坐标及长宽信息，设置截取的区域框，区域框以模板矩形框中心为中心点，但在上下左右四个方向都比模板矩形框稍大；

根据确定的截取信息在待检纽扣的滤波截取图像中截取待检测图；

获取所述检测图，将待检测图与检测图选取标准相关匹配法进行图像像素点的灰度匹配，得到输出值。