[发明专利]自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是图像处理技术、智能优化等领域，具体涉及的是一种自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法。 

背景技术

在石油、化工、医疗、饮料等生产领域中，桶装液体的灌装非常普遍。对于盛装汽油、柴油等化工液体的偏心口容器，加注口的定位问题严重制约着灌装过程的自动化。目前，多数企业采用半自动方式, 即人工定位桶口加注。这种方式既影响生产效率，又会因灌装渗透能力较强剧毒液体如枝椒油、TDA、氰化钠、氢氟酸等，危害操作人员的身体健康。机器视觉技术的应用为加注口的视觉定位问题提供了有效的解决方案。 

工业桶的加注口一般为圆形，在数值图像处理上，圆孔的识别常用Hough变换技术，然后利用圆周和圆心之间的几何关系，确定圆心在图像中的位置。这种方法计算量大，处理速度慢；另外，由于图像信息的数字化原因，通过圆周和圆心的几何定位关系，会影响定位精度；此外，若加注口不是圆形，则这种方法无能为力。在模板匹配法和探测圆逐步逼近法中，有两个问题难以解决：（a）如何选择模板（或圆）半径，（b）寻优算法如何确定，特别是寻优算法会严重影响到定位速度和定位精度。而重心法则必须先在图像上找到圆所在的最小范围，因而在应用中，传统的重心定位方法受到诸多限制。因此，要提高加注口的定位速度和精度，必须采取新的定位方法。 

  

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种定位精度高、定位速度快的自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法，解决了自动灌装桶加注口的快速图像定位问题，提高灌装速度和自动灌装生产线的生产效率。 

  

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法，其方法包括如下步骤：

（1）二值图像变换：

如果CCD传感器输出为彩色图像，先将彩色图像的三原色红、绿、蓝像素值进行相加；若结果小于200，则令该处像素值为0，否则为255；

如果CCD传感器输出为灰度图像，则灰度值小于66的像素值置为0，否则为255；

（2）统计像素值为0的像素个数N，其中，N≥0，N为整数；同时将像素值为0的像素坐标分为行（y）、列（x）坐标分别进行累加求和，当所选图像区域处理完后，其结果分别除以N，其对应的坐标记为（x,y）；

（3）将二值图像或经步骤（2）处理后的二值图像范围的最大边长进行缩小，以此边长构造一个图像区域，其中心坐标为步骤(3）中计算所得到坐标（x,y）；

（4）所得到坐标（x,y）精度的判断：在上述步骤（3）的图像区域内重复（2）的计算过程，直到连续两次计算的（x,y）误差小于精度要求为止，此时得到的像素坐标（x,y）即为加注口的中心像素坐标。

为进一步提高定位精度，它还包括二值图像处理步骤，它还包括二值图像处理步骤，二值图像经步骤（1）后，如果二值图像存在明显的噪声干扰，则对二值图像进行腐蚀、膨胀处理。 

根据上述自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法，其中，上述步骤（3）中，所述图像区域为正方形的图像区域。 

根据上述自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法，其中，上述步骤（3）中，所述上一次图像范围的最大边长进行缩小为原来的0.65～0.8倍。 

本发明与现有技术所具有的优点为：本发明通过利用工业灌装桶不透明桶身的成像特点，通过快速二值图像变换方法，实现加注口的颜色提取；通过图像区域缩小机制，动态寻找加注口颜色的重心位置，直至满足精度要求；由于利用了加注口的所有黑色像素信息，因而能有效的克服均值为零的噪声干扰。定位算法中较少使用乘除法以及开方及乘方运算，因此，该方法定位速度极快，计算复杂性小，占用内存小，可以在单片机系统上运行，能够有效地降低灌装生产线的硬件成本，其适用范围广，只要加注口为对称形状（不局限于圆形），均可适用；当实施对象不是灌装桶时，只需要修改处理流程加注口的像素值，就可以应用该方法进行视觉定位。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明； 

   图1为本发明的流程图；

   图2为本发明的一实施例的图像结果。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。