山东科技大学李学艺获国家专利权
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龙图腾网获悉山东科技大学申请的专利一种适用于不同型号炉后活塞的精确识别与定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116563267B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310608579.9,技术领域涉及:G06T7/00;该发明授权一种适用于不同型号炉后活塞的精确识别与定位方法是由李学艺;黄逸飞;王海霞;梁慧斌;张治国;张华宇;刘振宇设计研发完成,并于2023-05-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适用于不同型号炉后活塞的精确识别与定位方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种适用于不同型号炉后活塞的精确识别与定位方法,该方法利用2D工业相机采集链板上活塞的图像信息,在提取活塞顶面圆轮廓,然后对轮廓上各像素点进行像素坐标修正;接着将各点的像素坐标转换到世界坐标,再对轮廓点列进行第一次最小二乘圆拟合,得到拟合圆的圆心坐标与半径,通过对比轮廓点列中各点到拟合圆圆心的距离与拟合半径的差值大小,将轮廓点列中的噪声点剔除;再进行第二次最小二乘圆拟合,得到活塞顶面圆的圆心位置及半径大小,通过对比活塞顶面圆半径的检测值与活塞型号信息中的顶面圆半径数值,校验活塞顶面圆检测结果的有效性,并输出检测结果信息。该方法确保了检测结果的有效性与可靠性。
本发明授权一种适用于不同型号炉后活塞的精确识别与定位方法在权利要求书中公布了:1.一种适用于不同型号炉后活塞的精确识别与定位方法,其特征在于,包括以下步骤: 1将2D工业相机安装在固化炉后传送活塞链板的正上方,且相机光轴方向与链板垂直,然后完成相机标定; 2利用2D工业相机采集链板上活塞的图像信息,并对图像信息进行预处理,消除与活塞无关的信息; 3对处理完成的活塞图像信息进行检测区域搜索,排除干扰因素; 4在搜索后确定的活塞检测区域内,进行活塞顶面圆轮廓提取; 5根据已知的活塞型号信息中的活塞高度,采用投影变换法对提取的活塞顶面圆轮廓上的各像素点进行像素坐标修正;像素坐标修正的过程如下: 设定活塞放置平面,也是相机标定平面为平面B,活塞顶面圆所在平面为平面S,平面S与平面B平行,两平面之间的间距为活塞的高度h;Oc-XcYcZc为相机坐标系,其Zc轴垂直于标定平面B,原点Oc到平面B的距离为相机的安装高度H;o2-xy为像素坐标系,且像素坐标系的原点o2在相机坐标系的Zc轴上,x轴与y轴分别与Xc轴和Yc轴平行;Ps为活塞顶面圆上一点,Pb为点Ps在标定平面上的投影点,Ps′和Pb′分别为Ps和Pb通过相机成像后在像素坐标系下的对应点,As和Ab分别为Ps和Pb在Zc轴上的投影点,则有AsAb=h,可得如下公式 由于AbPb=AsPs,OcAb=H,结合式1、2可得顶面圆上的点Ps在像素坐标系下的真实像素点Ps′满足下式: 设Pb′点的像素坐标为xb,yb,则活塞顶面圆上点Ps的真实像素坐标Ps′xs,ys的坐标为: 按照上述修正的过程,将提取的活塞顶面圆轮廓Cb的像素坐标分别进行修正,得到修正后的活塞顶面圆真实轮廓Cs在像素坐标系下的坐标; 6将活塞顶面圆轮廓上各点的像素坐标转换到世界坐标,得到世界坐标系下活塞顶面圆的轮廓点列,对轮廓点列进行第一次最小二乘圆拟合,得到拟合圆的圆心坐标与半径,通过对比轮廓点列中各点到拟合圆圆心的距离与拟合半径的差值大小,将轮廓点列中的噪声点剔除; 像素坐标转换到世界坐标的过程如下: 利用成像原理将修正后的活塞顶面圆轮廓Cs上各点Pi的像素坐标转换为世界坐标,得到世界坐标系下的点列Qi,其中i=0,1,2,…,N-1,N为Cs上像素点的数量,N为自然数; 对点列Qi进行最小二乘圆拟合,其中i=0,1,2,…,N-1,得到拟合圆的圆心点A0与半径r0; 去除轮廓点列中噪声点的做法如下: 分别计算Qi中各点到圆心A0的距离di,其中i=0,1,2,…,N-1,然后按照式6计算di与拟合半径r0之差的绝对值εi: εi=|di-ri|6 若点列中某点对应的εi大于给定的误差阈值ε0,其中0.005r0≤ε0≤0.01r0,则表明该点为噪声点,应将其从活塞顶面圆轮廓点列中剔除;依次对活塞顶面圆轮廓点列中的各点进行噪声识别并剔除掉全部噪声点,得到新的轮廓点列Wj,其中j=0,1,2,…,M-1,M为剔除噪声点后的轮廓点数量,M为自然数; 7对降噪处理后的活塞顶面圆轮廓点列进行第二次最小二乘圆拟合,得到活塞顶面圆的圆心位置及半径大小,作为活塞顶面圆圆心位置与半径的检测值; 采用最小二乘圆拟合方法对点列Wj进行拟合,得到该拟合圆在世界坐标系下的圆心坐标xwA,ywA和半径rw,该拟合圆的圆心坐标与半径即为活塞顶面圆在2D视觉检测系统中的检测值; 8通过对比活塞顶面圆半径的检测值与活塞型号信息中的顶面圆半径数值,校验活塞顶面圆检测结果的有效性,并输出检测结果信息。
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