[发明专利]基于机器视觉工业应用的皮革内轮廓识别切割装置及方法

权利要求书

1.基于机器视觉工业应用的皮革内轮廓识别切割装置，其特征在于，包括机架、用于皮革切割的切割装置、将皮革输送至切割装置的传送带、驱动传送带转动的传动装置、用于采集传送带上皮革数据的图像采集装置、用于打光/补光的光源设备、用于分析图像数据的工业电脑、以及用于输入及调整系统参数的触摸屏；

所述传送带水平设置在机架上，与传动装置连接；所述传动装置安装在机架上，驱动传送带转动；所述图像采集装置固定在机架上方，位于传送带的一端，其采集端朝下安装；所述光源设备包括四盏打光灯和支架；所述支架固定在机架上，所述打光灯安装在支架上，分布在图像采集装置的四周；所述切割装置设置在机架上，位于传送带的另一端，包括用于切割皮革的切割模块和用于驱动切割模块直线往复运动的伺服移动模块；所述伺服移动模块的两端与传送带两侧的机架固定连接；所述切割模块安装在伺服移动模块上，由伺服移动模块驱动切割模块在传送带上横向移动；所述触摸屏固定在机架上；所述工业电脑分别与传动装置、图像采集装置、打光灯、伺服移动模块和切割模块电连接。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉工业应用的皮革内轮廓识别切割装置，其特征在于，所述触摸屏采用工业级显示屏。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉工业应用的皮革内轮廓识别切割装置，其特征在于，所述图像采集装置设为摄像机。

4.基于机器视觉工业应用的皮革内轮廓识别切割方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：皮革图像采集：传送带将皮革产品送到指定位置处，图像采集装置上的摄像机对皮革产品进行图像采集，通过四个打光灯从四个方向打光，从而获取皮革图像；

步骤S2：皮革图像分割：将皮革图像在HSV空间上进行分离，获得各通道上的图像ImageH,ImageS,ImageV；选取显示效果更好的ImageS，采用基于灰度特征的固定阈值分割方法将皮革从背景中分离出来，获得皮革区域图像ROI_1；

步骤S3：图像平滑处理：采用均值滤波降噪算法对图像进行平滑处理，消除被检测区域中的噪声；

步骤S4：皮革内轮廓检测：将皮革区域图像ROI_1在HSV空间上进行分离，获得各通道上ROI_1图像的ImageH,ImageS,ImageV；选取显示效果更好的ImageS，采用基于区域生长的阈值分割方法进行分割，从而得出皮革内轮廓XLD_1；

步骤S5：皮革切割：根据提取出来的皮革内轮廓，生成DXF文件，然后通过DXF文件生成路径坐标点；由于图像生成的DXL文件需要进行外部标定才可以和皮革切割机的坐标系同步，因此还要先进行外部的二维手眼标定，标定完成后，通过同步空气刀切割的坐标和视觉系统坐标，对皮革进行切割，切割完成后，通过传送带带走。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉工业应用的皮革内轮廓识别切割装置，其特征在于，所述步骤S2和步骤S4的阈值分割算法的思路为:

阈值分割操作可被定义为如式(1)所示的形式：

S＝{(r,c)∈K|g_min≤g(r,c)≤g_max} (1)

式中，K表示输入图像的坐标集合；(r,c)表示某像素的坐标；g(r,c)表示该像素的灰度值；gmin和gmax分别表示最大阈值和最小阈值；

阈值分割时，将图像内灰度值处于某一指定灰度值范围(0，2^b-1)内的满足式(1)的全部点选到输出区域S中，其中b为位深，起阈值调节作用。