一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动测量与控制领域，尤其涉及一种无纺布袋在生产流水线上的实 时、自动定位方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们环保意识的增强，无纺布袋的需求越来越多。但现有的流水线生产过程 中，由于无纺布袋具有柔性的特点，很难用机械的方式进行准确定位，导致其在印染、粘贴 及黏合等生产工序中需要大量的人工进行手动辅助定位，生产效率低下，无法满足快速、高 品质的生产。因此，发展一种快速、准确的无纺布袋自动定位方法是当前生产企业的迫切需 求。
[0003] 而目前，随着图像处理和人工智能技术的发展，以计算机视觉为基础的产品自动 检测与定位方法逐渐得到发展与应用，通过图像处理可以对物件的位置和角度进行计算。 计算机技术的发展使得通过图像计算获取无纺布袋的位置和角度信息成为可能。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术对无纺布人工定位效率低下、定位不准确的问题，提供一种基于 计算机视觉的无纺布袋定位方法，这种方法充分利用图像处理的优势，能快速、精确地对生 产流水线上的无纺布袋进行定位，以配合生产的需求。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法，包括如下步骤： 步骤一，通过视觉设备获取流水线上无纺布袋的实时影像； 步骤二，通过帧间差分法，获取无纺布袋前端线和背景图像，具体过程如下： 步骤2.1计算连续两帧图像的差分图像，计算公式为 G1=Pk-Pk-! 其中Plrl为前一时刻的图像，Pk为当前时刻的图像，G 1为当前时刻差分图像； 步骤2. 2对差分图像进行高斯滤波计算，消除噪声，计算公式为
【主权项】
1. 一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法，包括如下步骤： 步骤一，通过视觉设备获取流水线上无纺布袋的实时影像； 步骤二，通过帧间差分法，获取无纺布袋前端线和背景图像，具体过程如下： 步骤2.1计算连续两帧图像的差分图像，计算公式为 G1=Pk-Pk-! 其中Plrl为前一时刻的图像，Pk为当前时刻的图像，G 1为当前时刻差分图像； 步骤2. 2对差分图像进行高斯滤波计算，消除噪声，计算公式为
其中X为差分图像的像素值；σ为高斯函数的宽度； 步骤2. 3计算滤波后差分图像的纵向一阶导数的积分投影，计算公式为
其中I (X)为图像在纵向坐标j点下的积分投影值，N为图像的高度，i为横坐标，M为 图像的宽度； 步骤2. 4计算纵向积分投影的拐点，计算公式为 H(j)=Max (Sj (X)) 其中，H(j)为拐点j位置处的积分投影值，Max(S^x))为求取序列I(X)的峰值点； 步骤2. 5把H(j)与设定的阈值参数相比较，若大于设定的阈值，则判断有无纺布袋到 来，并把前一时刻图像作为背景图像存储；若小于设定的阈值，则返回步骤一； 步骤三，通过背景差法计算k+n时刻的差分图像，计算公式为 Gn=Plrtl-PH 其中η为根据流水线速度设定的差分参数； 步骤四，计算新的差分图像的前端线，将其位置记为U，计算方法同步骤二； 步骤五，分别在新的差分图像的左、右端线上寻找两个点，计算过程为： 步骤5. 1计算滤波后差分图像的横向一阶导数的积分投影，计算公式为 ?.+Α_
其中 为图像在横向坐标下的前端线左边积分投影序列， J X)为图像在横向坐标下的中线左边积分投影序列， SH, (Λ·丨为图像在横向坐标下的前端线右边积分投影序列， 为图像在横向坐标下的中线右边积分投影序列， i为横坐标，j为纵坐标，N为图像的高度，U为前端线位置，K为根据图像精度和允许的 倾斜角度设置的积分宽度； 步骤5. 2计算横向积分投影的拐点，并把其位置分别作为左、右端线上的四个位置点； 计算公式为
其中， JFn 为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为L1， ?Γ" (/ )为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为L2， ^ i (/)为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为R1， 为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为R2， Max (Sj (X))为求取序列Sj(X)的峰值点； 步骤六，计算无纺布袋的偏转角度Θ，公式为：
最终得出无纺布袋的前端线位置、左右端线的四个点的位置，以及无纺布袋的偏转角 度，完成对无纺布袋的定位。
2. -种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法，其特征在于步骤2. 2中高斯函数的 宽度σ值取3、5或7。
【专利摘要】一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法，通过视觉设备获取流水线上无纺布袋的实时影像；通过帧间差分法获取无纺布袋前端线和背景图像；通过背景差法计算k+n时刻的差分图像；计算新的差分图像的前端线，将其位置记为U，新的差分图像的左、右端线上寻找四个点；计算无纺布袋的偏转角度θ。最终得出无纺布袋的前端线位置、左右端线的四个点的位置，以及无纺布袋的偏转角度，完成对无纺布袋的定位。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104835156
【申请号】CN201510221438
【发明人】王宪保, 王辛刚, 何文秀, 顾勤龙, 陈德富, 姚明海
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月5日