基于机器视觉的石材大板表面轮廓尺寸获取系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106052586A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610579305.1(22)申请日2016.07.21(71)申请人中国科学院自动化研究所地址100190北京市海淀区中关村东路95号(72)发明人张吉祥王彦情崔晓光(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人钟文芳(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B11/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称基于机器视觉的石材大板表面轮廓尺寸获取系统及方法(57)摘要本发明公开一种基于机器视觉的石材大板表面轮廓尺寸获取系统及其方法。所述系统包括视觉信息采集工作台、视觉信息采集部和视觉检测模块；所述视觉信息采集工作台上安装所述视觉信息采集部；所述视觉信息采集部在线、非接触获取石材大板的彩色图像和深度信息；所述视觉检测模块，用于对视觉信息采集部获取的彩色图像和深度信息，进行特征分析与目标检测，识别出石材大板目标区域，提取出石材大板的表面轮廓，并进一步结合成像参数，获取石材大板表面轮廓最大内接矩形的长宽尺寸信息。本发明对形状不规则的荒料大板，通过综合利用采集到的石材大板图像和深度信息，自动提取石材大板的表面轮廓和尺寸。CN106052586ACN106052586A权利要求书1/2页1.一种基于机器视觉的石材大板表面轮廓尺寸获取系统，其特征在于，包括：视觉信息采集工作台、视觉信息采集部和视觉检测模块；所述视觉信息采集工作台上安装所述视觉信息采集部；所述视觉信息采集部在线、非接触获取石材大板的彩色图像和深度信息；所述视觉检测模块，用于对视觉信息采集部获取的彩色图像和深度信息，进行特征分析与目标检测，识别出石材大板目标区域，提取出石材大板的表面轮廓，并进一步结合成像参数，获取石材大板表面轮廓最大内接矩形的长宽尺寸信息。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视觉信息采集工作台包括：石材大板传送装置及其机械支撑机构；所述石材大板传送装置及其机械支撑机构包括滚床机、托盘和驱动电机；滚床机位于地面上，托盘水平放置在滚床机上，托盘上表面用于承载石材大板；在驱动电机的驱动下，托盘承载着石材大板，在水平面上沿着预定方向匀速运动。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述视觉信息采集工作台还包括视觉信息采集部机械支撑机构；所述视觉信息采集部包括图像与深度信息采集器、照明装置和石材检测仪；图像与深度信息采集器，安装在视觉信息采集部机械支撑机构的顶部侧面，用于采集石材大板的彩色图像和深度信息；照明装置安装于视觉信息采集工作台的内顶面或内侧面上，照明装置发射出的光束照射到石材大板上，用于为图像与深度信息采集器对石材大板成像提供照明，以便于图像与深度信息采集器获取清晰的石材大板彩色图像；石材检测仪安装于滚床机上，用于检测是否有石材大板出现。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像与深度信息采集器，集成了彩色摄像机和深度信息传感器，位于滚床机的上方；所述图像与深度信息采集器的彩色摄像机成像光轴和深度传感器光轴都垂直指向下方，且彩色摄像机成像光轴和深度传感器光轴位于同一平面内，即彩色摄像机成像光轴和深度传感器光轴所在平面与石材大板所在平面垂直。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，图像与深度信息采集器以预定的帧率同步采集石材大板的彩色图像和深度信息；当有石材大板经过石材检测仪时，石材检测仪检测到有石材大板出现，产生开关控制信号，并传送给图像与深度信息采集器，触发图像与深度信息采集器，将获取的石材大板彩色图像和深度信息传输给视觉检测模块。6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述石材检测仪采用反射式光电传感器，该反射式光电传感器自带一个光源和一个光接收装置，光源发出的光经过待测物体的反射被光敏元件接收，再经过相关电路的处理得到所需要的信息，用来检测是否有托盘承载着石材大板4经过。7.一种基于机器视觉的石材大板表面轮廓尺寸获取方法，其特征在于，包括：步骤1：建立二维图像石材大板像素坐标与三维世界物理尺寸的对应转换关系，并进行预处理；步骤2：图像与深度信息采集器始终处于工作状态，在照明装置的光源照射下，图像与深度信息采集器以预定的帧率获取下方区域的彩色图像和深度信息；2CN106052586A权利要求书2/2页步骤3：当有新的石材大板出现在托盘上，且托盘满足传送条件时，启动托盘，托盘承载着石材大板在水平面上匀速前进；当石材大板经过石材检测仪上方时，石材检测仪检测到有石材大板出现，输出开关控制信号，并发送给图像与深度信息采集器；步骤4：在石材检测仪开关控制信号的触发下，图像与深度信息采集器输出采集到的石材大板彩色图像与深度信息，传