金属罐罐身图案方向检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种金属罐罐身图案方向检测方法，步骤为：⑴提取金属薄板平面图像特征点；⑵采集罐身图案；⑶提取金属罐罐身图案特征点；⑷方向判别。本发明通过特征点与配准点坐标及相似度比对，实现图案方向的判别，从而判断金属罐罐身的焊接方向是否正确，判断准确度高，自动化程度高，有效提高检测速度，加快生产效率。
【专利说明】金属罐罐身图案方向检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属罐检测领域，尤其是一种金属罐罐身图案方向检测方法。
【背景技术】
[0002]因罐身金属薄板在进入成型装置时方向可能不正确，从而造成金属罐最终成型后，罐身图案倒置的错误。本系统能够实现罐身图案方向是否正确的检测，同时，具备将检测出的罐身图案倒置的不良品从生产线剔除的功能。
[0003]经过检索，发现以下已公开的相近专利文献。
[0004]一种数字图像中旋转对称图形的中心与旋转角检测方法(CN103034998A)，包括:采集图像并输入计算机、计算图像的边缘图、计算图像的旋转对称能量分布图和旋转角分布图、阈值约束下在图像的旋转对称能量分布图上检测局部极大值点、在旋转角分布图上确定任一局部极大值点位置处的值，即对应于以该极大值点为中心的旋转对称图形的旋转角。本发明提供的方法运算简单、易于实现，且计算效率较高。
[0005]一种图形检测方法和装置(JP1182921)，该方法和装置在对于具有二维多重设置性的位置和仅具有沿X方向、Y方向的重复性的部分混合在一起的图形，作为若干个对象物进行检测中，简单的进行坐标指定即可检测出缺陷，对着眼点(101)和只离开重复的诸如102 a?102 d的比较点进行十字形比较，将与任何一个都不相同的部分作为候选缺陷选取出来，这样便可以通过对具有二维重复部分、具有沿X方向或Y方向的重复性的位置进行检测的将弧立点等的沿X方向和Y方向不具有重复性的部分作为候选缺陷选取出来。
[0006]检测特定图形的图形检测方法、根据检测结果控制图像处理的图像处理控制方法(JP1264096)、图像处理装置及存储图像处理控制程序的记录媒体。特定图形检测部从取得图像中检测特定图形，调查候选特定图形的配置关系，判定是否特定图形，当印刷有特定图形时，图像输出部可禁止复制等动作。通过通常印刷机将特定图形印刷在文书反面，不会损害阅读原文书，能防止文书内容与特定图形分离，防止不正当复制。
[0007]经过对比分析，以上已公开的专利技术与本专利申请存在不同。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种运算简单、易于实现、可靠性高、检测准确的金属罐罐身图案方向检测方法。
[0009]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0010]一种金属罐罐身图案方向检测方法，其特征在于:步骤为:
[0011]⑴提取金属薄板平面图像特征点:采集金属薄板的平面图像并提取待配准的特征
占.[0012]⑵采集罐身图案:通过设置在生产线一侧的工业相机采集罐体成型后的罐身图案；
[0013]本发明采用金属罐成型前完成印刷工序的整张金属薄板图像作为模板，步骤⑵采集罐身图案中是金属罐罐身上局部区域的图案；
[0014]⑶提取金属罐身图案特征点:将上一步骤中采集的罐身图案传输至系统工控机，并计算该图像中的特征点；
[0015]⑷方向判别:最后将模板与金属罐图像中的特征点进行配准，并根据配准点的坐标及相似度比较，实现金属罐罐身图案方向的判别:A判断方向正确的金属罐，沿生产线传送判断方向错误的金属罐，由系统工控机控制剔除机构剔除。
[0016]而且，所述步骤⑶提取金属罐罐身图案特征点是利用柱面反投影算法将步骤⑵采集罐身图案所获取的金属罐图像投影得到的平面图像。
[0017]而且，所述步骤⑶提取金属罐罐身图像特征点，首先计算模板图像的特征点，然后选取图像上部或下部的特征点进行配准，特征点的搜索区域集中在图像的上、下两端。
[0018]而且，所述步骤⑷方向判别时，首先对采集的金属薄板图像进行全局特征点计算；随后计算预先设定好的图像上、下部区域内各子区域的特征点数量，当特征点的数量均达到设定的阈值时，将上述的上、下部区域作为金属罐特征点的搜索范围，找到特征点匹配的区域；否则，将搜索区域向中间扩大，直至满足上述条件。
[0019]本发明的优点和积极效果是:
[0020]1、本检测方法可在40毫秒内准确地实现罐身图案方向准确性的判别，而且检测过程均在实际检测过程前完成，所以不会给实时在线检测带来任何负担
[0021]2、本发明通过特征点及相似度比对，实现图案方向的判别，从而判断金属罐罐身的焊接方向是否正确，判断准确度高，自动化程度高，有效提高检测速度，加快生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明的检测流程图。
[0023]图2为金属薄板的平面图像及特征点示意；
[0024]图3为金属罐图像及特征点示意图；
[0025]图4为金属罐图像与金属薄板的平面图像配准后的特征点示意图；
[0026]图5为另一金属罐图像示意；
[0027]图6为利用柱面反投影算法获得的图5的平面图像。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0029]一种金属罐罐身图案方向检测方法，其步骤为:
[0030]⑴提取金属薄板平面图像特征点:采集金属薄板的平面图像并提取待配准的特征
占.[0031]⑵采集罐身图案:随后通过设置在生产线一侧的工业相机采集罐体成型后的罐身图案；
[0032]由于本发明采用金属罐成型前完成印刷工序的整张金属薄板图像作为模板，步骤⑵采集罐身图案中是金属罐罐身上某一区域的图案，可以有效保证在金属罐图像与模板图像间找到匹配的特征点。[0033]⑶提取金属罐罐身图案特征点:将上一步骤中采集的罐身图案传输至系统工控机，并计算该图像中的特征点；
[0034]图6是利用柱面反投影算法，将图5中提取的金属罐罐身图像投影得到的平面图像。由图6可以看出，图像中心区域与平面图像非常接近，随着图像向两侧延伸，因投射关系被遮挡的部分被置为黑色。
[0035]为了提高检测速度，本发明首先计算模板图像的特征点。同时，由于本发明是判断金属罐在垂直方向上是否存在倒置，因此，选取图像上部或下部的特征点进行配准的方法，不但能够提高判断的准确性，同时通过将特征点的搜索区域集中在图像的上、下两端，达到提闻检测速度的目的。
[0036]特征点搜索区域的确定:
[0037]首先对采集的金属薄板图像进行全局特征点计算；随后计算预先设定好的图像上下部区域内各子区域的特征点数量，当特征点的数量均达到设定的阈值时，将上述的上、下部区域作为金属罐特征点的搜索范围，找到特征点匹配的区域，否则，修改特征点计算阈值，直至满足上述条件。
[0038]由于上述运算均在实际检测过程前完成，所以不会给实时在线检测带来任何负担。
[0039](4)方向判别:最后将上述特征点配准，并根据配准点的坐标比对，实现图案方向的判别。
[0040]最后将模板与金属罐图像中的特征点进行配准，并根据配准点的坐标及相似度比较，实现金属罐罐身图案方向的判别:
[0041]A判断方向正确的金属罐，沿生产线传送；
[0042]B判断方向错误的金属罐，由系统工控机控制剔除机构剔除。
[0043]通过上述方法，可在40毫秒内准确地实现罐身图案方向准确性的判别。
[0044]为了进一步提高本发明的实用性和准确性，提出被测金属罐图案适应性检测。具体方法如下:采集金属罐不同位置的图像区域，并分别与模板的同侧区域和异侧区域进行特征点匹配，随后对匹配上的特征点间特征值偏差进行排序，最终分别计算差值最小的20对特征点的特征值偏差和。结果如下表所示，以一定间隔提取的金属罐图案区域与同侧的模板(金属罐与模板均选取下部三分之一的区域)间的特征值偏差和非常小，同时选取金属罐下部三分之一的区域与模板上部三分之一的区域进行特征点匹配所得的特征值偏差和非常大，由此可证明本发明的有效性。[0045]
【权利要求】
1.一种金属罐罐身图案方向检测方法，其特征在于:步骤为: ⑴提取金属薄板平面图像特征点:采集金属薄板的平面图像并提取待配准的特征点；⑵采集罐身图案:通过设置在生产线一侧的工业相机采集罐体成型后的罐身图案；本发明采用金属罐成型前完成印刷工序的整张金属薄板图像作为模板，步骤⑵采集罐身图案中是金属罐罐身上局部区域的图案； ⑶提取金属罐罐身图案特征点:将上一步骤中采集的罐身图案传输至系统工控机，并计算该图像中的特征点； ⑷方向判别:最后将模板与金属罐图像中的特征点进行配准，并根据配准点的坐标及相似度比较，实现金属罐罐身图案方向的判别:A判断方向正确的金属罐，沿生产线传送；B判断方向错误的金属罐，由系统工控机控制剔除机构剔除。
2.根据权利要求1所述的金属罐罐身图案方向检测方法，其特征在于:所述步骤⑶提取金属罐罐身图像特征点是利用柱面反投影算法将步骤⑵采集罐身图案所获取的金属罐图像投影得到的平面图像。
3.根据权利要求1所述的金属罐罐身图案方向检测方法，其特征在于:所述步骤⑶提取金属罐罐身图像特征点，首先计算模板图像的特征点，然后选取图像上部或下部的特征点进行配准，特征点的搜索区域集中在图像的上、下两端。
4.根据权利要求1所述的金属罐罐身图案方向检测方法，其特征在于:所述步骤⑷方向判别时，首先对采集的金属薄板图像进行全局特征点计算；随后计算预先设定好的图像上、下部区域内各子区域的特征点数量，当特征点的数量均达到设定的阈值时，将上述的上、下部区域作为金属罐特征点的搜索范围，找到特征点匹配的区域；否则，修改特征点计算阈值，直至满足上述条件。
【文档编号】G06T7/00GK103489195SQ201310471795
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】胡晓彤 申请人:胡晓彤