[发明专利]基于轮廓凹凸性的药袋检测和抓取点定位方法

权利要求书

1.一种基于轮廓凹凸性的药袋检测和抓取点定位方法，包括以下步骤：

I)通过布置在分拣台上方的相机采集堆放在分拣台上的药袋的图像；

II)对相机采集的图像依次进行灰度化、中值滤波、二值化处理、闭操作和开操作；

III)对步骤II)处理后的二值图像进行轮廓跟踪；

IV)对外轮廓进行拟合得到多边形轮廓；

其特征在于：

V)判断多边形轮廓顶点的凹凸性；

VI)药包分割：在多边形轮廓的两相邻凹顶点之间分割出的一个药袋；

VII)定位堆叠药袋抓取点：先计算拟合得到多边形轮廓中分割后各药袋的边长和，将边长和最大的药袋视为与其它药袋的重叠面积最小，也就是当前最适合抓取的药袋；然后从该药袋的轮廓拟合图中获取药袋的长和宽，将药袋还原成矩形；然后再找出药袋在拟合图像中的最长边的中点，再将该中点沿垂直于最长边方向，向药袋内平移，平移距离为药袋宽度的五分之二，平移后的点为最终抓取点。

2.根据权利要求1所述的基于轮廓凹凸性的药袋检测和抓取点定位方法，其特征在于：

所述步骤III)中轮廓跟踪包括确定轮廓的边界点和寻找下一个轮廓点；

所述确定轮廓的边界点包括以下步骤：

a)将二值图像中灰度值为0和1的像素分别称为0像素点和1像素点，第i行、j列的像素点记为(i,j)，用f[i][j]表示该点的灰度值则有：

b)逐行扫描二值图像，扫描过程中遇到1像素时统计该点在其8连通方向和4连通方向上1像素点的个数，分别用num_8和num_4表示，则有：

c)判断边界点情况：

(1)若1num_8[i][j]4，则该点为边界点，令f[i][j]＝1；

(2)若3num_8[i][j]8，继续判断num_4[i][j]的值，若num_4[i][j]≠4则该点为边界点，令f[i][j]＝1；

(3)情况(1)和情况(2)外的其它情况，该点不是边界点，令f[i][j]＝0；

d)去除步骤c)获得的图像边界点中的干扰点：首先定义以下变量

接着按以下步骤排除干扰点：

Step1：逐行扫描过程遇到num_a[i][j]＝4的像素点执行Step2，否则执行Step6；

Step2：若num_b[i][j]＝num_down[i][j]，则该点的上一行两点是伪边界点，令f[i][j]＝0，f[i][j+1]＝0；

Step3：若num_b[i][j]＝num_up[i][j]，则该点的下一行两点是伪边界点，令f[i+1][j]＝0，f[i+1][j+1]＝0；

Step4：若num_b[i][j]＝num_left[i][j]，则该点的右侧一行两点是伪边界点，令f[i+1][j]＝0，f[i+1][j+1]＝0；

Step5：若num_b[i][j]＝num_right[i][j]，则该点的左侧一行两点是伪边界点，令f[i][j]＝0，f[i][j+1]＝0；

Step6：该点处理结束，继续处理下一个点；

所述寻找下一个轮廓点包括以下步骤：

Step1：按逐行扫描方式对图像进行扫描，将找到的第一个轮廓点记为p₀，按设定的扫描方向dir在该轮廓点的8邻域中寻找下一个边界点；当f[i][j]＝1时记录扫描方向，令pre_dir＝dir，f[i][j]＝0，并且将该点的位置记作p_next；

Step2：在p_next点处，按照相同的扫描方向dir扫描其8邻域，权重wei为某点8邻域中1像素点的个数，当某点满足f[i][j]＝1并且wei[i][j]＝2，则该点为下一个选择点，否则继续；当dir＝pre_dir并且f[i][j]＝1，则该点是下一个选择点，否则选择第一个f[i][j]＝1的点，记录该点的位置p_now和方向dir，并且令f[i][j]＝0；

Step3：若p_now＝p₀，轮廓扫描结束，转到Step1，继续扫描另一个区域，将找到的第一个边界点记为p₁；

Step4：若p_now≠p₀，令p_next＝p_now，pre_dir＝dir继续执行第二步；

Step5：如果二值图像中找不到任何1像素点，则轮廓跟踪结束。