[发明专利]基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质

说明书

发明公开了基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质，提取方法包括投射激光线至板材表面，激光线沿板材的边的延伸方向投射。获取图像画面，图像画面为投射有激光线的全部板材的图像。对图像画面进行处理，并根据图像画面中的激光线提取板材的轮廓。增加激光线作为辅助，来加快图像识别的计算过程，同时确保视觉识别的输出结果不受环境光线的干扰。

技术领域

本发明涉及激光加工中的视觉检测领域，尤其涉及基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法、系统和可读存储介质。

背景技术

板材在加工过程中，通常会需要用到切割系统。板材通常为方形板材，当板材切割时，其待加工板材的上料位置，可能由于机械机构的误差，或由人工辅助摆放的误差，会出现摆放位置的不确定性。由人工进行切割头与板材的位置校正，精度差效率低，会降低系统的生产效益。

为了提高切割进度，现在通常采用激光切割，激光切割系统中，通过校正单元，能对提取板材轮廓，对板材的偏差自动校正，解决人工操作效率低的问题。传统的自动校正方法，主要包括基于电容测高技术的切割头巡边方法和基于视觉技术的图像识别方法。

但对于切割头巡边的方法，存在采样点较多，轮廓提取时间较长的缺点。而且切割头是昂贵的系统核心部件，用于巡边存在潜在的碰撞损坏风险。图像识别方法，通过摄像头捕捉图片，再经过图像处理算法，如轮廓提取算法找到板材边缘，再以点拟合直线近似计算出轮廓曲线。视觉算法比较依赖于环境光线，而设备使用现场的照明条件差异性极大，这给算法适配不同场景带来挑战，造成实际计算结果输出的不稳定。

因此如何能快速准确的提取方形板材的轮廓，成为激光加工系统中有待解决的问题。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，投影激光线作为辅助线，来加快图像识别的计算过程，同时确保视觉识别的输出结果不受环境光线的干扰。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：基于激光投影辅助线的板材轮廓视觉提取方法，其特征在于：包括投射激光线至板材表面，所述激光线沿板材的边的延伸方向投射；获取图像画面，所述图像画面为投射有激光线的全部板材的图像；对图像画面进行处理，并根据所述图像画面中的激光线提取板材的轮廓。

进一步来说，所述对图像画面进行处理，并根据激光线提取板材的轮廓具体包括，首先对所述图像画面进行背景和噪声的过滤，得到激光线的有效像素点；所述有效像素点采用霍夫变换提取出最佳直线方程；根据所述最佳直线方程搜索到激光线在板材上的图像端点坐标；所述激光线在板材上的图像端点坐标通过透视变换映射到板材的平面坐标系中，得到激光线的板材平面端点坐标；通过所述激光线的板材平面端点坐标，获得板材的轮廓。

进一步来说，所述板材的轮廓获取至少要投影三条激光线，所述激光线包括沿第一方向投影的至少两条第一激光线和沿第二方向投影的至少一条第二激光线，两条所述第一激光线相互平行，且沿所述板材的第一条边的延伸方向投射，所述第二激光线沿板材与第一条边相邻的第二条边的延伸方向投射。

进一步来说，所述有效像素点采用霍夫变换提取出最佳直线方程，具体包括如下步骤：将有效像素点的图像直角系坐标P_i(x_i，y_i)转换极坐标（θ_i，ρ_i），其中，；利用笛卡尔坐标直线方程，变换为极坐标直线方程；提取在极坐标系中相交于一个交点的所述有效像素点作为直线提取像素点；所述直线提取像素点在图像直角系坐标中的连线方程即为最佳直线方程。