粉体包装全自动智能上袋装置及袋体定位方法与流程

本发明涉及粉体包装技术领域，特别涉及一种粉体包装全自动智能上袋装置及袋体定位方法。

背景技术：

阀口袋，俗称糊底袋，为国际流行包装袋，从顶部或底部阀口进料，采用专门灌装设备，灌装物料后装成方体，堆包整齐，美观，属于环保袋。用于灌装阀口袋的装置叫做阀口袋包装机，通常设置有一个或者两个灌装口，通常需要人工上袋实现灌装。现有的部分能够自动上袋的技术，也存在如下缺陷：只能针对口袋材质较硬，口袋平整度好的口袋进行包装；对来料口袋堆叠数量有严格限制；异常口袋无法自动处理等。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明之一提供了一种粉体包装全自动智能上袋装置，其采用如下技术方案实现：

包括口袋完整度检测单元、口袋机器视觉定位单元、送袋单元，所述口袋完整度检测单元和口袋机器视觉定位单元固定在所述送袋单元的一侧；所述送袋单元位于阀口袋包装机的包装口一侧。

所述的口袋完整度检测单元包括固定支架，固定支架可以用结构稳固的支架构成，用于支撑放置在其上面的部件(如工业照相机和工业用检测光源)；

所述口袋机器视觉定位单元包括工业摄像设备、定位架体以及移袋单元；

优选地，所述口袋完整度检测单元包括检测单元支架以及摄像头，所述检测单元支架呈用于固定设所述的工业摄像头。利用摄像头及相应的图像识别功能，获取口袋图像以便和标准图像进行对比，然后判断其是否符合要求。

定位架体可以用结构稳固的支架构成，用于支撑放置在其上面的部件、机构。所述定位架体上固定设置有输送单元、基准定位台、移袋支架；所述移袋支架上固定设置有专用于口袋阀口检测计算机视觉设备及移动单元；所述输送单元固定设置在所述基准定位台的一侧，所述移袋支架位于所述基准定位台及输送单元的上方；这里的输送单元可以是任何工业上常用的能够运输托盘、袋体的输送装置，比如链式传送单元、皮带传输单元、辊子传输单元等等。基准定位台是一个固定的台面，用于放置拾取的口袋以便于后续的抓取、送袋，基准定位台是一个顶部刻有或画有参考标线的平板结构；移袋支架是一个用于固定口袋的移动单元结构；

所述口袋机器视觉定位单元包括如工业照相机和工业用检测光源以及上述的基准定位台构成；

优选地，所述口袋机器视觉定位单元包括检测单元支架以及摄像头，所述检测单元支架呈l形结构，其一端固定于机器的大梁上，另一端固定设置有所述摄像头。利用摄像头及相应的图像识别功能，获取口袋放置的位置以及判断其是否符合要求。

所述的移袋单元x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构、r(rotation)轴旋转机构以及口袋拾取机构以；所述x轴移动机构与所述移袋支架固定连接；所述x轴移动机构的活动部底面固定设置有所述y轴移动机构；所述y轴移动机构的活动部固定设置有z轴移动机构；所述z轴移动机构的活动部固定有r(rotation)轴旋转机构以及口袋拾取机构；这里的x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构均为能够实现直线往复运动的机构，可以采用工业中常见的直线往复运动机构，比如气缸、电缸、电机与丝杆构成的机构以及市面上有售的半成品直线模组等等，只要能够实现直线运动即可。x轴移动机构的活动部能够沿着定位架体的长度方向往复运动，带动口袋拾取机构以及往返于输送单元和基准定位台上方。

优选地，所述口袋拾取机构包括连杆，所述连杆与所述z轴移动机构的活动部固定连接；

所述连杆的两侧分别对称设置有吸盘。吸盘用于吸取口袋，吸盘应当与对应的控制电磁阀连接，通过真空方式对口袋进行吸附，由于这些方式在气动控制领域非常普遍，此处不做过多介绍。

所述送袋单元包括送袋单元固定架，所述送袋单元固定架的上面固定设置有送袋支撑架；本实施例中的送袋单元固定架、送袋支撑架也采用铝合金型材制成，方便设计和组装。所述送袋支撑架上固定设置有x轴送袋机构；所述x轴送袋机构的活动部下面固定设置有y轴送袋机构，所述y轴送袋机构的活动部下面固定设置有z轴送袋机构和开袋机构；这里的x轴送袋机构、y轴送袋机构、z轴送袋机构均为能够实现直线往复运动的机构，可以采用工业中常见的直线往复运动机构，比如气缸、电缸、电机与丝杆构成的机构以及市面上有售的半成品直线模组等等，只要能够实现直线运动即可。送袋支撑架的一端与阀口袋包装机顶部固定连接，送袋支撑架上面的x轴送袋机构与送袋支撑架垂直设置，x轴送袋机构上的y轴送袋机构能够沿着阀口袋包装机的包装口靠近或者远离。

优选地，所述输送单元为辊子输送线，所述辊子输送线靠近所述基准定位台的端部设置有阻挡气缸，该阻挡气缸用于阻挡放置口袋的托盘，使其在辊子输送线上能够定位；

所述辊子输送线的两侧还对称固定设置有托盘导向定位装置，所述托盘导向定位装置为流利条。这里采用的零部件尽可能都用工业标准件，这样可以大大节省设计、制作的成本，而且也容易采购方便组装。

优选地，所述y轴送袋机构的活动部下面固定设置有固定底板，所述固定底板的底部一侧固定设置有开袋机构，固定底板的底部另一侧固定设置有z轴送袋机构，所述z轴送袋机构的活动部侧面固定设置有旋转夹持机构；

所述开袋机构包括手指气缸，所述手指气缸的两端活动部均对称固定设置有手指，所述手指上对称固定设置有手指吸盘；

所述旋转夹持机构包括旋转气缸，所述旋转气缸的旋转部固定设置有第二手指气缸，所述第二手指气缸的两个活动部上对称固定设置有夹板。

优选地，所述阀口袋包装机的灌装管与所述y轴送袋机构相互对应，旋转夹持机构能够将阀口袋套入所述灌装管上；

所述阀口袋包装机上还固定设置有口袋固定及检测装置。

优选地，所述口袋固定及检测装置包括固定气缸及光电传感器，所述固定气缸通过气缸支架固定设置在所述阀口袋包装机上，所述固定气缸的活塞杆伸出时能够将口袋向所述灌装管压紧；

所述光电传感器固定设置在所述阀口袋包装机上，用于检测阀口袋是否套入灌装管内。

优选地，所述z轴送袋机构为无杆气缸。

优选地，所述y轴送袋机构为无杆气缸。在只有确定的几个位置运动的环境下采用无杆气缸，结构简单，控制方便，故障率低。

本发明通过在阀口袋包装机侧面设置口袋检测定位单元和送袋单元，其中口袋检测定位单元包括输送单元、基准定位台以及口袋检测及移动单元，该口袋检测及移动单元可以实现三维移动，能够对阀口袋进行检测、拾取、移动、调整。送袋单元包括一个可以三维移动、坚持、旋转的结构，能从基准定位台上夹取阀口袋送入到阀口袋包装机上自带包装。本发明设计合理，结构巧妙，操作方便，稳定性好，便于组装和检修，解决了现有技术只能针对口袋材质较硬，口袋平整度好的口袋进行包装，对来料口袋堆叠数量有严格限制，异常口袋无法自动处理等问题。

本发明还提供了一种基于上述粉体包装全自动智能上袋装置的袋体定位方法，包括以下步骤：

s1、粗定位：通过输送单元、阻挡气缸、托盘导向定位装置实现托盘定位，能够同时对上百个阀口袋初步定位，从而满足多个阀口袋一次性上料、连续自动包装的要求；

s2、视觉检测：通过图像获取及图像对比分辨出不合格阀口袋并做相应剔除操作；

s3、单个阀口袋拾取：通过阀口袋拾取机构，每次准确拾取一个阀口袋送到基准定位台上；

s4、精定位：通过视觉识别与阀口袋拾取机构的结合，实现步骤s3所述的阀口袋与基准定位台精准对标；

s5、精准抓取，通过旋转夹持机构对步骤s5所述的阀口袋进行抓取并送到送袋单元上；

s6、使用计算机视觉并以粉尘传感器为辅助，检测机器是否需要清洗，并能分时启动高压空气喷枪和内置的工业吸尘器进行自行清洁,以便使整个系统可在高粉尘环境下正常工作。

这样的方法，对口袋的二次定位操作，满足了多口袋来料，连续自动工作的要求；满足了正常工作的单一口袋精准定位的要求；实现了异常口袋单独处理的功能。

附图说明

图1是本发明提供的实施例中体结构示意图；

图2是本发明提供的实施例中口袋检测定位单元及送袋单元的结构示意图；

图3是本发明提供的实施例中口袋检测定位单元及送袋单元另一个视角的示意图；

图4是本发明提供的实施例中口袋检测定位单元及送袋单元的主视图；

图5是图4的侧视图；

图6是本发明提供的实施例中口袋检测定位单元总体结构示意图；

图7是本发明提供的实施例中送袋单元与阀口袋包装机的连接关系示意图；

图8是本发明提供的实施例中z轴送袋机构、开袋机构以及旋转夹持机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1～8，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，一种粉体包装全自动智能上袋装置，包括口袋检测定位单元1、送袋单元2，口袋检测定位单元1固定在送袋单元2的一侧，送袋单元2位于阀口袋包装机3的包装口一侧。

如图6所示，口袋检测定位单元1包括定位架体10，定位架体10可以用结构稳固的支架构成，用于支撑放置在其上面的部件、机构，本实施例优选采用铝型材搭建成框架式结构。定位架体10上固定设置有输送单元11、基准定位台12、移袋支架13。移袋支架13上固定设置有口袋检测及移动单元。输送单元11固定设置在基准定位台12的一侧，移袋支架13位于基准定位台12及输送单元11的上方。这里的输送单元11可以是任何工业上常用的能够运输托盘、袋体的输送装置，比如链式传送单元、皮带传输单元、辊子传输单元等等。

本实施例的输送单元11为辊子输送线，辊子输送线靠近基准定位台12的端部设置有阻挡气缸110，该阻挡气缸110用于阻挡放置口袋的托盘，使其在辊子输送线上能够定位。辊子输送线的两侧还对称固定设置有托盘导向定位装置111，托盘导向定位装置111为流利条。这里采用的零部件尽可能都用工业标准件，这样可以大大节省设计、制作的成本，而且也容易采购方便组装。上述的基准定位台12是一个固定的台面，用于放置拾取的口袋以便于后续的抓取、送袋，基准定位台12可以采用任何形式的结构，只要其具有一个顶部平坦的端面即可，本实施例优选采用一块铝合金板材制成，其架设在定位架体10的两根凸起支柱上，这样可以节省材料。移袋支架13是一个用于固定口袋检测及移动单元的结构，为了方便简洁，本实施例将支撑构成基准定位台12的铝合金板材的凸起支柱一侧延长，其顶部制成l形结构，在其端部固定口袋检测及移动单元。

口袋检测及移动单元包括x轴移动机构14、y轴移动机构15、z轴移动机构16、口袋拾取机构17以及检测单元18。x轴移动机构14与移袋支架13固定连接。x轴移动机构14的活动部底面固定设置有y轴移动机构15。y轴移动机构15的活动部固定设置有z轴移动机构16以及检测单元18。z轴移动机构16的活动部固定设置有口袋拾取机构17。这里的x轴移动机构14、y轴移动机构15、z轴移动机构16均为能够实现直线往复运动的机构，可以采用工业中常见的直线往复运动机构，比如气缸、电缸、电机与丝杆构成的机构以及市面上有售的半成品直线模组等等，只要能够实现直线运动即可。为了节省设计及制作的成本，提高可靠性，本实施例中的x轴移动机构14、y轴移动机构15优选直线模组，z轴移动机构16优选气缸。当然，对应的也应当配置有限位传感器以及位置检测传感器等。x轴移动机构14的活动部能够沿着定位架体10的长度方向往复运动，带动口袋拾取机构17以及检测单元18往返于输送单元11和基准定位台12上方。

本实施例的口袋拾取机构17包括连杆170，连杆170与z轴移动机构16的活动部固定连接。连杆170的两侧分别对称设置有吸盘171。吸盘171用于吸取口袋，吸盘171应当与对应的控制电磁阀连接，通过真空方式对口袋进行吸附，由于这些方式在气动控制领域非常普遍，此处不做过多介绍。

检测单元18包括检测单元支架180以及摄像头181，检测单元支架180呈l形结构，其一端与y轴移动机构15的活动部固定连接，另一端固定设置有摄像头181。本实施例中，利用摄像头181及相应的图像识别功能，获取口袋放置的位置以及判断其是否符合要求。其中，图像识别功能所包含的软件可以直接采用摄像头提供商所提供的软件，也可以自己开发设计，为了节省成本，优选直接采用商家提供的软件，在其上做少许修改即可使用。

在一实施例中，口袋拾取机构17还包括旋转滑台172，旋转滑台172位于连杆170与z轴移动机构16的活动部之间。z轴移动机构16的活动部下面固定设置有旋转滑台172，旋转滑台172的旋转部与连杆170的中点固定连接。旋转滑台172采用具有高精度定位的结构，可以采用步进电机或者伺服电机控制，能够准确控制其转动角度，这样的目的是为了解决在口袋送料过程中，并非所有的口袋方向均能保证一致，因此需要利用旋转滑台172进行调整。调整的时候，首先利用利用摄像头181及相应的图像识别功能识别口袋的转动角度，然后控制z轴移动机构16向下移动并通过吸盘171吸住最上面的口袋，接着z轴移动机构16向上移动，在移动过程中，控制旋转滑台172转动一定角度，以达到符合要求的角度。这样的设计，可以保证不管是硬质还是软质口袋，不管是哪种规格及哪种方向进料，都可以自动调整适应，大大提高了工作效率。

如图2和图3所示，送袋单元2包括送袋单元固定架20，送袋单元固定架20的上面固定设置有送袋支撑架22。本实施例中的送袋单元固定架20、送袋支撑架22也采用铝合金型材制成，方便设计和组装。送袋支撑架22上固定设置有x轴送袋机构23。x轴送袋机构23的活动部下面固定设置有y轴送袋机构24，y轴送袋机构24的活动部下面固定设置有z轴送袋机构25和开袋机构26。这里的x轴送袋机构23、y轴送袋机构24、z轴送袋机构25均为能够实现直线往复运动的机构，可以采用工业中常见的直线往复运动机构，比如气缸、电缸、电机与丝杆构成的机构以及市面上有售的半成品直线模组等等，只要能够实现直线运动即可。为了节省设计及制作的成本，提高可靠性，本实施例中的x轴送袋机构23为直线模组，y轴送袋机构24、z轴送袋机构25均为无杆气缸。送袋支撑架22的一端与阀口袋包装机3顶部固定连接，送袋支撑架22上面的x轴送袋机构23与送袋支撑架22垂直设置，x轴送袋机构23上的y轴送袋机构24能够沿着阀口袋包装机3的包装口靠近或者远离。

z轴送袋机构25的活动部侧面固定设置有旋转夹持机构27，该旋转夹持机构27能够夹持阀口袋并实现至少90度的旋转。z轴送袋机构25为无杆气缸。

更具体地，如图8所示，y轴送袋机构24的活动部下面固定设置有固定底板240，y轴送袋机构24为无杆气缸。在只有确定的几个位置运动的环境下采用无杆气缸，结构简单，控制方便，故障率低。固定底板240的底部一侧固定设置有开袋机构26，固定底板240的底部另一侧固定设置有z轴送袋机构25，z轴送袋机构25的活动部侧面固定设置有旋转夹持机构27。

开袋机构26包括手指气缸260，手指气缸260的两端活动部均对称固定设置有手指261，手指261上对称固定设置有手指吸盘262。

旋转夹持机构27包括旋转气缸270，旋转气缸270的旋转部固定设置有第二手指气缸271，第二手指气缸271的两个活动部上对称固定设置有夹板272。

阀口袋包装机3的灌装管30与y轴送袋机构24相互对应，旋转夹持机构27能够将阀口袋套入灌装管30上。阀口袋包装机3上还固定设置有口袋固定及检测装置31。口袋固定及检测装置31包括固定气缸及光电传感器，固定气缸通过气缸支架固定设置在阀口袋包装机3上，固定气缸的活塞杆伸出时能够将口袋向灌装管30压紧。光电传感器固定设置在阀口袋包装机3上，用于检测阀口袋是否套入灌装管30内。

工作的时候，装置按以下步骤进行操作：

步骤1、初定位：外部输送线将阀口袋送到输送单元11上，输送单元11上的托盘导向定位装置111对输送阀口袋的托盘进行导向、调整使其能够基本符合放置要求。接着，通过阻挡气缸110顶住托盘，对其进行限位，到此完成粗定位，即通过输送单元11、阻挡气缸110、托盘导向定位装置111实现托盘定位，可以同时对上百个口袋初步定位，从而满足多口袋一次性上料、连续自动包装的要求。

步骤2、视觉检测：当托盘停止后，控制x轴移动机构14、y轴移动机构15将检测单元18移动到阀口袋的上方进行视觉(图像)识别检测，初步判断阀口袋是否有损坏的，如果有损坏，则进行标异，后续通过送袋单元2将其抛弃。

上述步骤2中，采用机器视觉的方法进行口袋完整度的检测，由于其在高粉尘环境下，必须加一个机器视觉结合大气细微颗粒传感器判断粉尘浓度的方法，若粉尘浓度过高，则启动真空吸尘器对摄像头进行除尘作业，如此提高采集图像的精度。进行口袋完整度的检测的算法流程为：

包括以下步骤：

s21：获取摄像头的图像，又称截帧，视觉计算机从摄像获取几张照片，从中筛查出对比度最大的一张；

s22：图像亮度调整，参照photoshop的对比度、饱和度调整原理，对图像亮度调整方法进行了改进，经测试，主要有不失真调整范围宽、有较好的层次感、尽可能减少图像信息损失量等优点；同时，在代码处理上，采用了灰度表查找法，先制造了一个256个元素大小的线性亮度/对比度查找表，然后对图像数据逐像素按r、g、b分量值在查找表中取得调整后的数据，处理速度快，当亮度、对比度同时调整时，如果对比度大于0，先调整亮度，再调整对比度；当对比度小于0时，则相反，先调整对比度，再调整亮度。具体原理如下：

如果亮度增减量value范围为-1—+1，当value>0时：

rgb＝rgb+rgb*(1/(1-value)-1)；

当value<0时：

rgb＝rgb+rgb*value。

采用上述原理对图像的亮度进行调整，代码实现简单，调整速度快，图像失真小，为后续的图像处理做准备。rgb为亮度调整后的图像的rgb值，rgb为亮度调整前的图像的rgb值。

s23：图像灰阶处理：将图像转换为灰度图像，然后对字符长度进行扩展，转换为64阶灰度图像，以便后续处理。其中，将图像转换为灰度图像的原理为：

在图像处理中，用rgb三个分量(r：red，g：green，b：blue)，即红、绿、蓝三原色来表示真彩色，r分量，g分量，b分量的取值范围均为0～255，将图像的r、g、b三个分量以不同的权值进行加权平均。由于人眼对绿色的敏感最高，对蓝色敏感最低，因此，按下式对r、g、b三个分量进行加权平均能得到较合理的灰度图像；

gray(i,j)＝0.299*r(i,j)+0.587*g(j,j)+0.114*b(i,j)；

r(i,j)表示图像的像素矩阵中第i行第j列个像素的r分量，g(i,j)表示图像的像素矩阵中第i行第j列个像素的g分量，b(i,j)表示图像的像素矩阵中第i行第j列个像素的b分量，gray(i,j)表示图像的像素矩阵中第i行第j列个像素灰度处理后的值。

s24：对图像进行高斯滤波：高斯滤波也是一种线性平滑滤波方式,主要用来消除高斯噪声。它是以图像加权平均为准则,每个像素点均为其本身和邻域内的像素值经加权平均后取得。具体操作是：采用一个模板也叫作卷积，从上到下依次扫描图像的每个像素点，其值均被对应模板的像素加权平均值取代,这就完成了高斯滤波，高斯滤波实际上是将原图像和一个高斯核进行卷积操作。卷积操作在滤波中可以理解为一个加权平均过程，每一个像素点的值，都由其本身和邻域内的其他像素值经过加权平均后得到,而如何加权则是依据核函数高斯函数。

设一幅图像为f(x,y)为n*n的阵列，滤波后的图像g(x,y)中某个像素的灰度值由以下公式决定：

g(x,y)＝f(x,y)*gσ；

其中，*表示卷积操作，gσ表示标准差为σ的二维高斯核，定义为：

高斯滤波步骤如下：

(1)移动二维高斯核的中心元素，使它位于输入图像待处理像素的正上方；

(2)将输入图像的像素值作为权重，乘以相关核；

(3)将上面各步得到的结果相加做为输出。

在对图像进行滤波前需要对图像进行分割，本发明采用的分割方法为otsu阈值化算法，算法的步骤为：

(1)统计灰度级中每个像素在图像中的个数。

(2)计算每个像素在整幅图像的概率分布。

(3)对灰度级进行遍历搜索,计算当前灰度值下前景背景类间概率。

(4)通过目标函数计算类内与类间方差下对应的阈值。

设一幅图像f(x,y)为n·n的阵列,灰度级为l。灰度值i(i＝0,1,2,…,l-1)出现的次数是f,则出现的频率p＝fi/(m·n)。假设当阈值为k时,图像被分割为目标和背景两部分,则目标和背景出现的概率分布分别为：

则目标和背景的平均值分别为：

因此总平均值为：

则目标和背景的类间方差计算公式为：

σb²＝ω0(μ0-μ)²+ω1(μ1-μ)²；

当σb²达到最大时的阈值k(o<k<l-1)即为最佳阈值。根据此最佳阈值k来对图像中的各个像素点进行重新赋值,此时得到的新的图像为:

由于方差是像素灰度均匀性分布的一种度量方式，方差越大，说明目标和背景的差别越大。当部分目标被错误的分割为背景或部分背景被错误的分割为目标时，都会使得目标和背景的差别变小，因此采用otsu法的错分概率最小。

s25：对图像进行二值化，具体方法如下：

使用近似一维means方法寻找二值化阈值，该方法的大致步骤如下：

(1)一个初始化阈值t，可以自己设置或者根据随机方法生成。

(2)根据阈值图每个像素数据g(x,y)分为对象像素数据g1与背景像素数据g2。(x为行，y为列)

(3)g1的平均值是m1,g2的平均值是m2

(4)一个新的阈值t’＝(m1+m2)/2；

(5)回到第二步，用新的阈值继续分像素数据为对象像素数据与背景像素数据，继续2～4步，直到计算出来的新阈值等于上一次阈值。

s26：对图像g(x,y)进行膨胀处理：

该公式表示用b1来对图像g进行膨胀处理，其中b1是一个卷积模板或卷积核，其形状可以为正方形或圆形，通过模板b1与图像g进行卷积计算，扫描图像g中的每一个像素点，用模板元素与二值图像元素做“异或”运算，如果都相同，那么目标像素点为0，否则为1。从而计算b1覆盖区域的像素点最大值，并用该值替换参考点的像素值实现膨胀。膨胀是在二值图像中“加长”或“变粗”的操作。这种特殊的方式和变粗的程度由b1控制。g1表示膨胀处理后的图像。迭代次数默认是1，表示进行一次膨胀，也可以根据需要进行多次迭代，进行多次膨胀。通常进行1次膨胀即可。

s27：对膨胀后的图像g1进行腐蚀处理：

该公式表示图像g1用卷积模板b2来进行腐蚀处理，通过模板b2与图像g1进行卷积计算，得出b2覆盖区域的像素点最小值，并用这个最小值来替代参考点的像素值。卷积核是腐蚀中的关键数组，采用numpy库可以生成。

s28：采用opencv中的findcontours函数对图像进行轮廓查找，寻找是否有符合条件的轮廓，具体是该轮廓为接近闭合线的最大轮廓或者是轮廓所形成的图像的面积与参考图像的面积之差在误差范围内。若符合条件，则采用opencv中的drawcontours函数对查找出来的轮廓进行拟合，否则判断对应图像的阀口袋不合格。

s29：对图像的轮廓进行拟合后则查找与参考图像的轮廓相似的目标图像轮廓，将目标图像的轮廓平移与旋转后使得其轮廓与参考图像的轮廓基本重合，则目标图像的轮廓查找正确。

s210：计算目标图像与参考图像之间的汉明距离，若目标图像与参考图像之间的汉明距离大于等于设定阈值，则目标图像对应的阀口袋不合格，否则，目标图像与参考图像之间的汉明距离小于设定阈值，则目标图像对应的阀口袋合格。

步骤3、单个口袋拾取：如果视觉(图像)识别检测发现阀口袋没有损坏，则控制z轴移动机构16向下移动，通过拾取机构17吸起一个阀口袋运送到基准定位台12上。

步骤4、精定位：在拾取机构17吸起一个阀口袋的过程中，根据视觉检测获得的数据判断，如果需要调整其角度，则通过控制旋转滑台172带动连杆170进行转动即可。具体方法是通过控制x轴移动机构14、y轴移动机构15以及z轴移动机构16将拾取机构17移动到基准定位台12上，使得单个阀口袋的顶部一部分露出基准定位台12的一侧，然后再控制旋转滑台172带动连杆170进行转动使得放置到基准定位台12上的阀口袋的边缘与基准定位台12的边缘平行。

具体步骤如下：

s41：计算步骤s29中的目标图像的轮廓的中心坐标：采用opencv的minarearect函数找到目标图像的轮廓的最小外接矩形，得到最小外接矩形的中心点坐标作为目标图像轮廓的中心坐标，同时输出最小外接矩形的尺寸、旋转角度。

s42：以像素为单位测量目标图像的轮廓的尺寸，由于阀口袋的实际尺寸已知，根据实际尺寸与像素的比可知目标图像的轮廓尺寸。实际尺寸与像素的比例ppd具体如下：

其中，xpe表示图像像素x方向的终点，xps表示图像像素x方向的起始点，ype表示图像像素y方向的终点，yps表示图像像素y方向的起始点，xme表示实际参考标尺x方向的终点，xms表示实际参考标尺x方向的起始点，yme表示实际参考标尺y方向的终点，yms表示实际参考标尺y方向的起始点。

s43：以像素为单位计算目标图像轮廓的面积：利用opencv的contourarea函数计算目标图像轮廓的面积，具体如下：

doublecontourarea(inputarraycontour,booloriented＝false)

inputarraycontour：输入的点，一般是图像的轮廓点；

booloriented＝false:表示某一个方向上轮廓的的面积值，顺时针或者逆时针，一般选择默认false。

s45：检查是否有小于阈值的尺寸或面积，若有，则将小于阈值的尺寸或面积的轮廓剔除掉，若没有则进行比例校对：

采用实际尺寸与像素的比例ppd对目标图像的轮廓的尺寸进行校对；

s46：计算目标图像的轮廓旋转的角度，具体是采用opencv的最小外接矩形方法(minarearect())来操作，该方法会返回最小外界矩形的中心点、矩形宽度、高度，以及旋转角度。目标图像的轮廓的最小外接矩形返回的角度就是目标图像的轮廓的旋转角度。

s46、输出坐标信息，这里指输出相对坐标信息，一般相对于参照标尺而言。该坐标信息包括目标图像轮廓的中心坐标、尺寸、旋转角度，通过中心坐标、尺寸得到目标图像对应的阀口袋的四个顶点的坐标信息，通过一个特定接口输出到运动控制卡，进而通过这些坐标信息控制精准抓取。

步骤5、精准抓取：接下来控制x轴送袋机构23、y轴送袋机构24以及z轴送袋机构25将旋转夹持机构27移动到基准定位台12侧面，并横向夹住该阀口袋的顶部并水平移动远离基准定位台12。

步骤6、竖直阀口袋：旋转夹持机构27抓取阀口袋后并移动的同时，控制旋转气缸270向下转动90度，使得阀口袋垂直向下，然后控制z轴送袋机构25的活动部分向上移动，使得该阀口袋的开口部正好位于手指吸盘262两侧。

步骤7、送袋并对准：接着控制移动x轴送袋机构23、y轴送袋机构24以及z轴送袋机构25将旋转夹持机构27及阀口袋移动到灌装管30前方，然后通过开袋机构26上的手指气缸260、手指261以及手指吸盘262吸住该阀口袋开口两侧的面料并拉开。

步骤8、插袋：将袋口被拉开后的阀口袋插入到灌装管30中；

步骤9、阀口袋插入到位检测及定位：通过口袋固定及检测装置31进行检测并固定该阀口袋的开口，从而完成上袋，再下来就可以启动阀口袋包装机3进行包装。

步骤10、使用计算机视觉并以粉尘传感器为辅助，检测机器是否需要清洗，并能分时启动高压空气喷枪和内置的工业吸尘器进行自行清洁,以便使整个系统可在高粉尘环境下正常工作。

本发明通过使用一个边缘计算设备独取两个或以上工业摄像头的数据,并可以同时对两组不相关的图像进行分析和处理,以此达到降低设备成本的目的。

本发明通过在阀口袋包装机3侧面设置口袋检测定位单元1和送袋单元2，其中口袋检测定位单元1包括输送单元11、基准定位台12以及口袋检测及移动单元，该口袋检测及移动单元可以实现三维移动，能够对阀口袋进行检测、拾取、移动、调整。送袋单元2包括一个可以三维移动、坚持、旋转的结构，能从基准定位台12上夹取阀口袋送入到阀口袋包装机3上自带包装。本发明设计合理，结构巧妙，操作方便，稳定性好，便于组装和检修，解决了现有技术只能针对口袋材质较硬，口袋平整度好的口袋进行包装，对来料口袋堆叠数量有严格限制，异常口袋无法自动处理等问题。