[发明专利]一种基于机器视觉的微工件自动分拣系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的微工件分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据用户要求和现场环境因素，在PC上位机设置相关参数，运行系统；

步骤2：振动盘震动工件以使工件自动下落至步进电机转盘，与此同时，步进电机转盘以固定速度旋转；

步骤3：步进电机转盘带动工件旋转，光纤传感器感知工件到来，告知PLC控制器；

步骤4：PLC控制器感知工件到来后，在一段时间后启动背景光源，并触发工业相机拍照；

步骤5：工业相机捕捉背景光源透过工件的高反差轮廓图，并发送至PC上位机进行图像处理；

所述PC上位机的图形处理的过程依次是摄像机标定、预处理、亚像素边缘检测、多边形逼近算法处理；

所述摄像机标定用于获取工件的尺寸和坐标信息，所述预处理用于去除噪点，所述亚像素边缘检测用于获得工件倒角轮廓，所述多边形逼近算法处理用于分析工件倒角轮廓是否合格；

其中，所述亚像素边缘检测的方法用于提取工件倒角轮廓，具体方法如下：

基于摄像机标定获得的工件轮廓的尺寸和坐标信息，计算得出工件轮廓最小外接矩形，求得最小外接矩形的边缘点坐标和中心点坐标；

根据工件轮廓的最小外接矩形边缘点坐标、中心点坐标和工件倒角的长度，获得出一个与工件轮廓相交且长度比最小外接矩形短的第二矩形，第二矩形和最小外接矩形中心点坐标相同，第二矩形的长度等于最小外接矩形的长度减去2倍的工件倒角长度，第二矩形的宽度不小于最小外接矩形的宽度；

由工件轮廓减去第二矩形轮廓，得到差值，差值为两个闭合且不相交的轮廓；

根据倒角轮廓的特点获取工件倒角轮廓，若工件倒角长度短、面积小，则选择长度短、面积小的轮廓为工件倒角轮廓，若工件倒角长度长、面积大，则选择长度长、面积大的轮廓为工件倒角轮廓；

其中，所述多边形逼近算法用于分析倒角轮廓的是否合格，具体方法如下：

计算得到工件倒角轮廓曲线两端点的连线；

计算工件倒角轮廓曲线距离连线最远点到连线的距离；

比较最远点到连线的距离是否小于设定值；如果大于设定值，则把工件倒角轮廓曲线以最远点为分割点分为两段；

重复以上3个步骤，直到新曲线的最远点到对应新曲线端点连线的距离小于设定值；

分析倒角轮廓是否有缺陷，若工件倒角轮廓被分成两段弧形，则为合格倒角轮廓；若工件倒角轮廓被分成三段或者更多段弧形，则为不合格倒角轮廓；

步骤6：PC上位机处理后，将正品/次品信号发送PLC控制器，PLC控制器操控气枪和挡板，将工件送到正品区域或次品区域。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的微工件分拣方法，其特征在于，所述的摄像机标定是基于矩形网格状圆靶平面标定法，可以获得工件轮廓的尺寸和坐标信息。