一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法与流程

本发明属于数字图像处理技术领域，具体涉及一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法。

背景技术：

在目前的轮毂生产-检测过程中，汽车轮毂往往是由流水线直接送入到检测设备中，由于混线生产的原因，汽车轮毂很难在水平方向、竖直方向以及角度上，每次都完全到达同一个位置，由于后续检测工序是固定编程，因此往往一点很小的误差就会造成检测结果不准确；现有的方法是使用四个旋转轴对轮毂进行夹持，使用机械结构定位达到水平竖直方向上的校正，针对旋转校正，往往是使用相机实时拍摄，通过视觉识别程序完成气门孔实时位置与气门孔定位位置的差值，由于图像处理需要时间，加上数据传输都需要耗费时间，这种方式在精度上和时间上很难达到要求；因此，提供一种操作方便、适用性强、精度高的基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法是非常必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种操作方便、适用性强、精度高的基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法。

本发明的目的是这样实现的：一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，它包括以下步骤：

步骤一、读取数据：当轮毂到达位置时，启动相机，对轮毂进行图像采集；

步骤二、图像增强：对步骤一中所采集到的轮毂图像进行图像增强的算法处理，使得轮毂图像的边缘细节更加凸显；

步骤三、圆心识别：使用已经标定过的相机，得出不同型号、不同直径的轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径；

步骤四、水平竖直方向位置校正：将步骤三中所得到的轮毂空间坐标，转化到相应的世界坐标系中，得出机械需要移动的水平竖直偏差值；

步骤五、气门孔：根据步骤四中所得到的轮毂的直径，在最大圆内部进行气门孔识别，得到位置移动前气门孔的空间坐标系；

步骤六、旋转校正：将步骤五中得到的气门孔空间坐标系转化到世界坐标系，根据之前得到的圆心世界坐标系和气门孔需要移动到的世界坐标系，计算出所需要的旋转角度；

步骤七、位置校正：将步骤四和步骤七中所得到的数据发送至上位机，结合机械结构对轮毂进行位置校正。

所述的步骤一中所采集到的图像为轮毂的正面图像。

所述的步骤二中的图像增强处理包括边缘增强、对比度增强、亮度增强。

所述的步骤三中针对不同型号、不同直径的轮毂，首先采用轮毂圆心与最外圆的定位，之后再用已经标定过的相机，即可以得出轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径。

本发明的有益效果：（1）本发明结合相机成像系统，能够自动计算出轮毂所在位置偏差，以便于之后使用机械手或者其他机械结构进行位置调整，相对于使用旋转轴，具有更高的精度，且避免了夹持调整过程中对轮毂造成的伤害；（2）本发明只需要读取一张图片，就能够得出轮毂的偏差值和偏差角度进行计算，相比于现有方法，增加了准确性，节省了多次拍摄的时间。

附图说明

附图1为本发明一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法中读取到的轮毂原图像；

附图2为本发明一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法中对轮毂进行了边缘增强后的图像；

附图3为本发明一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法中对轮毂进行了对比度和亮度调整后的图像；

附图4为本发明一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法中气门孔识别出来的图像；

附图5为本发明一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法中水平竖直方向位置平移后的图像；

附图6为本发明一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法中旋转后的图像。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1-6所示，一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，它包括以下步骤：

步骤一、读取数据：当轮毂到达位置时，启动相机，对轮毂进行图像采集；

步骤二、图像增强：对步骤一中所采集到的轮毂图像进行图像增强的算法处理，使得轮毂图像的边缘细节更加凸显；

步骤三、圆心识别：使用已经标定过的相机，得出不同型号、不同直径的轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径；

步骤四、水平竖直方向位置校正：将步骤三中所得到的轮毂空间坐标，转化到相应的世界坐标系中，得出机械需要移动的水平竖直偏差值；

步骤五、气门孔：根据步骤四种所得到的轮毂的直径，在最大圆内部进行气门孔识别，得到位置移动前气门孔的空间坐标系；

步骤六、旋转校正：将步骤五中得到的气门孔空间坐标系转化到世界坐标系，根据之前得到的圆心世界坐标系和气门孔需要移动到的世界坐标系，计算出所需要的旋转角度；

步骤七、位置校正：将步骤四和步骤七中所得到的数据发送至上位机，结合机械结构对轮毂进行位置校正；

所述的步骤一中所采集到的图像为轮毂的正面图像；所述的步骤二中的图像增强处理包括边缘增强、对比度增强、亮度增强；所述的步骤三中针对不同型号、不同直径的轮毂，首先采用轮毂圆心与最外圆的定位，之后再用已经标定过的相机，即可以得出轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径。

本发明结合相机成像系统，通过获取的轮毂正面图像，能够自动计算出轮毂所在位置水平和竖直方向的偏差及角度偏差，之后使用机械手或者其他机械结构对轮毂的位置进行调整，相对于使用旋转轴，具有更高的精度，而且可以避免夹持调整过程中对轮毂造成的伤害；本发明只需要读取一张图片，就能够得出轮毂的偏差值和偏差角度进行计算，相比于现有方法，增加了准确性，节省了多次拍摄的时间；总的，本发明具有操作方便、适用性强、精度高、工作效率高的优点。

技术特征：

1.基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一、读取数据：当轮毂到达位置时，启动相机，对轮毂进行图像采集；

步骤二、图像增强：对步骤一中所采集到的轮毂图像进行图像增强的算法处理，使得轮毂图像的边缘细节更加凸显；

步骤三、圆心识别：使用已经标定过的相机，得出不同型号、不同直径的轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径；

步骤四、水平竖直方向位置校正：将步骤三中所得到的轮毂空间坐标，转化到相应的世界坐标系中，得出机械需要移动的水平竖直偏差值；

步骤五、气门孔：根据步骤四中所得到的轮毂的直径，在最大圆内部进行气门孔识别，得到位置移动前气门孔的空间坐标系；

步骤六、旋转校正：将步骤五中得到的气门孔空间坐标系转化到世界坐标系，根据之前得到的圆心世界坐标系和气门孔需要移动到的世界坐标系，计算出所需要的旋转角度；

步骤七、位置校正：将步骤四和步骤七中所得到的数据发送至上位机，结合机械结构对轮毂进行位置校正。

2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，其特征在于：所述的步骤一中所采集到的图像为轮毂的正面图像。

3.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，其特征在于：所述的步骤二中的图像增强处理包括边缘增强、对比度增强、亮度增强。

4.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，其特征在于：所述的步骤三中针对不同型号、不同直径的轮毂，首先采用轮毂圆心与最外圆的定位，之后再用已经标定过的相机，即可以得出轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径。

技术总结
本发明涉及一种基于数字图像处理的轮毂气门孔定位方法，它包括以下步骤：当轮毂到达位置时，启动相机，对轮毂进行图像采集；对所采集到的轮毂图像进行图像增强处理；使用已经标定过的相机，得出轮毂的圆心空间坐标以及轮毂直径；将所得到的轮毂空间坐标，转化到相应的世界坐标系中，得出机械需要移动的水平竖直偏差值；根据所得到的轮毂的直径，在最大圆内部进行气门孔识别，得到位置移动前气门孔的空间坐标系；将得到的气门孔空间坐标系转化到世界坐标系，计算出所需要的旋转角度；将所得到的数据发送至上位机，结合机械结构对轮毂进行位置校正；总的，本发明具有操作方便、适用性强、精度高、工作效率高的优点。

技术研发人员：梁远骥;郝兵;王新昌;张宏星;吕益良;王涛;丁卫良
受保护的技术使用者：中信重工机械股份有限公司;洛阳中信成像智能科技有限公司
技术研发日：2019.12.18
技术公布日：2020.05.29