发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于缝纫的视觉定位方法及系统,解决现有自动缝纫定位不良的问题。
为实现上述目标及其他相关目标,本发明提供一种用于缝纫的视觉定位方法,包括:拍摄缝纫工作台图像,并进行图像处理以获取待缝纫布料图像;其中,所述缝纫工作台预设有基准点;以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向;以所述缝纫工作台为真实位置坐标平面,获得所述坐标平面内所述基准点的真实位置坐标,并将所述缝纫工作台图像内的形心坐标及起缝点坐标转换为缝纫工作台上的真实位置坐标;以所述形心的真实位置坐标为转动中心在所述缝纫工作台转动待缝纫布料至使当前缝纫方向平行于所述预定缝纫方向;根据所述起缝点和基准点的真实位置坐标计算两者间的移动路径,并根据所述移动路径来移动所述待缝纫布料至起缝点与基准点相对应以进行缝纫作业。
优选的,所述图像处理包括:从所拍摄缝纫工作台图像中分割出其中待缝纫布料所在的预设范围内的部分,并在所分割部分内对应待缝纫布料对作边缘提取后获取待缝纫布料图像作为目标区域。
优选的,所述待缝纫布料为方形或弧形;所述在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向,包括:对所述目标区域中心进行检测来获取图像中所述形心坐标;对所述目标区域边缘点进行检测来获取图像中的所述起缝点坐标,其中,若所述待缝纫布料为方形,则起缝点为其方形角上的点;若所述待缝纫布料为弧形,则起缝点为其弧线外缘上的点;根据所述形心坐标及起缝点坐标对所述目标区域进行缝纫方向检测来获取图像中的所述当前缝纫方向;其中,若所述待缝纫布料为方形,则所述当前缝纫方向为起缝点所在各直线的方向;若所述待缝纫布料为弧形,则所述当前缝纫方向为垂直于起缝点和形心连线的直线方向。
优选的,对所述待缝纫布料的转动及移动是通过机械手夹具完成的。
优选的,所述形心坐标及起缝点坐标为像素点坐标。
为实现上述目标及其他相关目标,本发明提供一种用于缝纫的视觉定位系统,包括:图像处理模块,用于拍摄缝纫工作台图像,并进行图像处理以获取待缝纫布料图像;其中,所述缝纫工作台预设有基准点;图像坐标获取模块,用于以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向;坐标转换模块,用于以所述缝纫工作台为真实位置坐标平面,获得所述坐标平面内所述基准点的真实位置坐标,并将所述缝纫工作台图像内的形心坐标及起缝点坐标转换为缝纫工作台上的真实位置坐标,并根据所述起缝点和基准点的真实坐标计算两者间的移动路径;移动控制模块,用于以所述形心的真实位置坐标为转动中心在所述缝纫工作台转动待缝纫布料至使当前缝纫方向平行于所述预定缝纫方向;并用于根据所述起缝点和基准点的真实位置坐标计算两者间的移动路径,并根据所述移动路径来移动所述待缝纫布料至起缝点与基准点相对应以进行缝纫作业。
优选的,所述图像处理模块包括:图像分割单元,用于从所拍摄缝纫工作台图像中分割出其中待缝纫布料所在的预设范围内的部分;图像边缘提取单元,用于在所分割部分内对应待缝纫布料对作边缘提取后获取待缝纫布料图像作为目标区域。
优选的,图像坐标获取模块包括:中心检测单元,用于对所述目标区域中心进行检测来获取图像中所述形心坐标;边缘检测单元,用于对所述目标区域边缘点进行检测来获取图像中的所述起缝点坐标,其中,若所述待缝纫布料为方形,则起缝点为其方形角上的点;若所述待缝纫布料为弧形,则起缝点为其弧线外缘上的点;方向检测单元,根据所述形心坐标及起缝点坐标对所述目标区域进行缝纫方向检测来获取图像中的所述当前缝纫方向;其中,若所述待缝纫布料为方形,则所述当前缝纫方向为起缝点所在各直线的方向;若所述待缝纫布料为弧形,则所述当前缝纫方向为垂直于起缝点和形心连线的直线方向。
优选的,所述移动控制模块连接有机械手夹具,对所述待缝纫布料的转动及移动是通过控制机械手夹具完成的。
优选的,所述形心坐标及起缝点坐标为像素点坐标。
如上所述,本发明提供一种用于缝纫的视觉定位方法及系统,通过拍摄缝纫工作台图像,并进行图像处理以获取待缝纫布料图像;其中,所述缝纫工作台预设有基准点;以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向;以所述缝纫工作台为真实位置坐标平面,获得所述坐标平面内所述基准点的真实位置坐标,并将所述缝纫工作台图像内的形心坐标及起缝点坐标转换为缝纫工作台上的真实位置坐标;以所述形心的真实位置坐标为转动中心在所述缝纫工作台转动待缝纫布料至使当前缝纫方向平行于所述预定缝纫方向;根据所述起缝点和基准点的真实位置坐标计算两者间的移动路径,并根据所述移动路径来移动所述待缝纫布料至起缝点与基准点相对应以进行缝纫作业,利用视觉图像处理来进行定位,良好解决原有自动缝纫定位不良的问题。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示,本发明提供一种用于缝纫的视觉定位方法,包括:
步骤S1:拍摄缝纫工作台图像,并进行图像处理以获取待缝纫布料图像;其中,所述缝纫工作台预设有基准点。
在一实施例中,所述缝纫工作台是自动缝纫机、自动缝纫站上进行布料缝纫作业的工作台,而所述拍摄可以通过加装摄像头、照相机来实现,所述图像处理的作用主要是从所拍摄图像中将待缝纫布料的图像截取出来并获取待缝纫布料图像上的各定位要点,所述图像处理的方式在后文会作详细介绍,可以利用特征点比对等常用方式来完成,本发明主要是利用此类图像处理方式来完成定位。
步骤S2:以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向。
在一实施例中,所述待缝纫布料可以是方形或者弧形,所述形心即为所述方形或者弧形的中心或重心等,例如正方形的形心在中心上,而弧形例如圆形则形心在圆心上;而所述起缝点则例如为方形的角上的点,或者为弧形的弧线边缘上的点,圆形则为圆周上点;每块待缝纫布料必然具有其预定的要缝纫的方向,而所述当前缝纫方向则为图像中与之对应的方向,例如若待缝纫布料是方形,预定缝纫方向是要沿垂直于所述方形顶边向上,若所述待缝纫布料放正的话,则其当前缝纫方向应当是水平面上Y轴正向,而若放歪了,则其当前缝纫方向自然也偏离了所述Y轴正向,则所述待缝纫布料的当前缝纫方向是出现了偏差,如何进行校正将在后续步骤中说明。
步骤S3:以所述缝纫工作台为真实位置坐标平面,获得所述坐标平面内所述基准点的真实位置坐标,并将所述缝纫工作台图像内的形心坐标及起缝点坐标转换为缝纫工作台上的真实位置坐标。
在一实施例中,所述真实位置坐标即例如以所述缝纫工作台为坐标平面,在缝纫工作台上各点的真实位置坐标;相对应的,在所述缝纫工作台上的待缝纫布料上各个点所在位置必然对应有所述真实位置坐标,真实位置坐标与所述图像中的各点坐标应当是等比例且相对应的,因此,通过此转化即可获取图像中的形心坐标、起缝点坐标、基准点坐标所对应的真实位置坐标,从而通过所获取的真实位置坐标数据来控制后续对待缝纫布料的移动操作;所述基准点在一实施例中,所述图像中的形心坐标、起缝点坐标及基准点坐标可例如为图像上的像素点坐标。
步骤S4:以所述形心的真实位置坐标为转动中心在所述缝纫工作台转动待缝纫布料至使当前缝纫方向平行于所述预定缝纫方向;
在一实施例中,通过预定缝纫方向就可以了解所述待缝纫布料是否放歪,那么在此步骤中,通过转动所述待缝纫布料使其放正。
步骤S5:根据所述起缝点和基准点的真实位置坐标计算两者间的移动路径,并根据所述移动路径来移动所述待缝纫布料至起缝点与基准点相对应以进行缝纫作业。
在一实施例中,所述待缝纫布料放正之后,即可对其平移至使得所述起缝点与所述基准点的真实坐标相对应例如重合,而所述基准点即例如为缝纫针所在的真实位置坐标,从而建立这样一条移动路径,较佳的是直线移动,当然也可以是横向加纵向的移动,可以具体实施环境而加以选择。
如图2所示,在一实施例中,所述图像处理包括:
步骤S11:从所拍摄缝纫工作台图像中分割出其中待缝纫布料所在的预设范围内的部分;在本实施例中,即可根据所拍摄的例如照片的大小来截取待缝纫布料主要所在位置,例如照片大小为240*240mm,则截取60*60mm等,以作后续用途。
步骤S12:在所分割部分内对应待缝纫布料对作边缘提取后获取待缝纫布料图像作为目标区域,在本实施例中,即在所分割的部分中沿待缝纫布料的边缘进行截取,此可通过例如像素灰度比对方式进行,即在照片中待缝纫布料的边缘的像素灰度必然与工作台不同,因此即可利用该原理进行边缘提取;当然若为彩色图片,亦可利用颜色RGB的不同进行区分,本领域技术人员应当可以结合现有的图像处理识别技术加以实现。
也就是说,由于背景中可能有其他的环境干扰如缝纫机、机器人、桌面上的标记等,所述图像分割是要将待缝纫布料从背景图像中分割出来,例如如上所述以待缝纫布料为中心进行预设范围的截取,而分割出来的缝纫布料所在区域为目标区域;而边缘提取是对目标区域内待缝纫布料做进一步处理,通过边缘提取获取待缝纫布料的边缘轮廓。
承上所述,所述待缝纫布料可以为方形或弧形,则如图3所示,所述以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向包括:
步骤S21:对所述目标区域中心进行检测来获取图像中所述形心坐标;在本实施例中,承上所述,即通过边缘提取将待缝纫布料的图像截取出来当作目标区域了,其中心即可作为所述待缝纫布料的形心。
步骤S22:对所述目标区域边缘点进行检测来获取图像中的所述起缝点坐标,其中,若所述待缝纫布料为方形,则起缝点为其方形角上的点;若所述待缝纫布料为弧形,则起缝点为其弧线外缘上的点;
步骤S23:根据所述形心坐标及起缝点坐标对所述目标区域进行缝纫方向检测来获取图像中的所述当前缝纫方向;其中,若所述待缝纫布料为方形,则所述当前缝纫方向为起缝点所在各直线的方向;若所述待缝纫布料为弧形,则所述当前缝纫方向为垂直于起缝点和形心连线的直线方向;在本实施例中,所述直线方向可能有多条,可自动选择与预定缝纫方向较为接近的一条,例如通过方向矢量进行比对等手段。
在一实施例中,上述所述对待缝纫布料的转动及移动是通过机械手夹具完成的,可通过工业机器人将机械手夹具抓取布料并移动至工业缝纫机,然后根据当前缝纫方向和预定缝纫方向的偏差、以及所述各点的真实位置坐标所建立的移动路径进行自动操作以放置好布料,进而进行缝制作业。
如图4所示,本发明提供一种用于缝纫的视觉定位系统1,其实现的技术原理与上述方法大致相同,因此部分技术细节不再赘述;所述用于缝纫的视觉定位系统包括:
图像处理模块11,用于拍摄缝纫工作台图像,并进行图像处理以获取待缝纫布料图像;其中,所述缝纫工作台预设有基准点。
图像坐标获取模块12,用于以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向。
坐标转换模块13,用于以所述缝纫工作台为真实位置坐标平面,获得所述坐标平面内所述基准点的真实位置坐标,并将所述缝纫工作台图像内的形心坐标及起缝点坐标转换为缝纫工作台上的真实位置坐标,并根据所述起缝点和基准点的真实坐标计算两者间的移动路径。
移动控制模块14,用于以所述形心的真实位置坐标为转动中心在所述缝纫工作台转动待缝纫布料至使当前缝纫方向平行于所述预定缝纫方向;并用于根据所述移动路径来移动所述待缝纫布料至起缝点与基准点相对应以进行缝纫作业。
如图5所示,在一实施例中,所述图像处理模块包括11:图像分割单元111,用于从所拍摄缝纫工作台图像中分割出其中待缝纫布料所在的预设范围内的部分;图像边缘提取单元112,用于在所分割部分内对应待缝纫布料对作边缘提取后获取待缝纫布料图像作为目标区域。
如图6所示,在一实施例中,图像坐标获取模块12包括:中心检测单元121,用于对所述目标区域中心进行检测来获取图像中所述形心坐标;边缘检测单元122,用于对所述目标区域边缘点进行检测来获取图像中的所述起缝点坐标,其中,若所述待缝纫布料为方形,则起缝点为其方形角上的点;若所述待缝纫布料为弧形,则起缝点为其弧线外缘上的点;方向检测单元123,根据所述形心坐标及起缝点坐标对所述目标区域进行缝纫方向检测来获取图像中的所述当前缝纫方向;其中,若所述待缝纫布料为方形,则所述当前缝纫方向为起缝点所在各直线的方向;若所述待缝纫布料为弧形,则所述当前缝纫方向为垂直于起缝点和形心连线的直线方向。
在一实施例中,所述移动控制模块14对待缝纫布料的转动及移动是通过控制机器人完成的。
在一实施例中,所述形心坐标及起缝点坐标为像素点坐标。
请参阅图7a至7f,用以进一步具体说明本发明的应用原理;
其中,图7a至7c是对应待缝纫布料为方形的实施方式:
在图7a中,所述待缝纫布料为方形,置于缝纫工作台上,在图中,形心为a点,起缝点为b点,基准点为方形角上的c点,其当前缝纫方向为D方向,预定缝纫方向为Y方向,可见D方向和Y方向有偏差,所述待缝纫布料放歪了;
在通过上述方法及系统来获取点a真实位置坐标及方向D、方向Y之后,即可以点a为心转动所述待缝纫布料使方向D和方向Y平行,即如图7b所示;
在获取起缝点b和基准点c的真实位置坐标之后,即可移动所述待缝纫布料使点b和c重合,即如图7c所示,然后即可开始缝纫作业。
相类似的,图7d至7f是对应待缝纫布料为弧形的实施方式,图中以圆形为例:
在图7d中,在图7a中,所述待缝纫布料为弧形,置于缝纫工作台上,在图中,形心为e点,起缝点为弧线边缘上点(圆周上点)f点,基准点为g点,其当前缝纫方向为H方向,预定缝纫方向为Y方向,可见H方向和Y方向有偏差,所述待缝纫布料放歪了;
在通过上述方法及系统来获取点a真实位置坐标及方向H、方向Y之后,即可以点e为心转动所述待缝纫布料使方向H和方向Y平行,即如图7e所示;
在获取起缝点f和基准点g的真实位置坐标之后,即可移动所述待缝纫布料使点f和g重合,即如图7f所示,然后即可开始缝纫作业。
综上所述,本发明提供一种用于缝纫的视觉定位方法及系统,通过拍摄缝纫工作台图像,并进行图像处理以获取待缝纫布料图像;其中,所述缝纫工作台预设有基准点;以所述缝纫工作台图像为坐标平面,在所述待缝纫布料图像中获取待缝纫布料的形心坐标、起缝点坐标、及由所述形心坐标及起缝点坐标确定的当前缝纫方向;以所述缝纫工作台为真实位置坐标平面,获得所述坐标平面内所述基准点的真实位置坐标,并将所述缝纫工作台图像内的形心坐标及起缝点坐标转换为缝纫工作台上的真实位置坐标;以所述形心的真实位置坐标为转动中心在所述缝纫工作台转动待缝纫布料至使当前缝纫方向平行于所述预定缝纫方向;根据所述起缝点和基准点的真实位置坐标计算两者间的移动路径,并根据所述移动路径来移动所述待缝纫布料至起缝点与基准点相对应以进行缝纫作业,利用视觉图像处理来进行定位,良好解决原有自动缝纫定位不良的问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。