CN104786290A - 一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法和分条切割机 - Google Patents
一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法和分条切割机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104786290A CN104786290A CN201510125396.7A CN201510125396A CN104786290A CN 104786290 A CN104786290 A CN 104786290A CN 201510125396 A CN201510125396 A CN 201510125396A CN 104786290 A CN104786290 A CN 104786290A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- self
- cutting
- feeding platform
- sent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种分条切割机和一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法。本发明所公开的分条切割机包括自动送料台、照明单元，摄像单元，标定单元，图像处理单元，匹配搜索单元和控制切割单元；通过自动送料台的照明；拍摄自定义圆点格标定；计算畸变矫正参数和坐标系转换矩阵；跟踪拍摄待切割物料；处理矫正步骤四所得摄取的帧图像；检索切割线部位特征图像；形成切割坐标系激光切割等步骤实现分条切割的工艺。本发明解决了人工分条切割效率低下的问题，依靠高精度相机和步进电机，大大提高产品的成品率、降低了加工成本。解决了因材料张力导致幅面变形、人工切割精度差的难题，实现了多组相机实时拍照跟踪，实时纠偏切割。
Description
技术领域
本发明涉及分条切割技术领域，具体来说涉及一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法。
背景技术
目前，在手帕、格子布、毛毯等切割剪裁加工阶段，大多数工厂都采用人工手持剪刀沿着裁剪线进行剪切，这种加工方式消耗大量人工，尤其是当材料张力导致幅面变形时，采用人工裁剪的加工精度很低，尺寸规格无法统一，效率低下。而少部分企业虽利用机器进行分条切割，也仅是利用机器传送布料，而切割部分还是依靠人工完成，其工作效率与纯手工切割方式相比并没有大幅度的提升。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法。
本发明的具体技术方案如下：
本发明提供了一种分条切割机，包括自动送料台、照明单元、摄像单元、标定单元、图像处理单元、匹配搜索单元和控制切割单元；其中，所述照明单元安装于自动送料台上方、用于照明自动送料台；所述摄像单元安装于自动送料台上方、用于拍摄自动送料台上的自定义圆点格并将摄取信号发送至标定单元；或跟踪拍摄自动送料台上的待切割物料，并将摄取的帧图像信号发送至图像处理单元；所述标定单元用于接收摄像单元拍摄的自定义圆点格摄取信号，结合Tsai、张正友、MIT标定方法，计算标定出摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，并将摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵发送至图像处理单元；所述图像处理单元用于根据标定单元所得摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，处理和矫正摄像单元拍摄的待切割物料的帧图像信号并发送至匹配搜索单元；所述匹配搜索单元用于以待切割物料的切割线部位图像为特征图像，以灰度匹配算法对图像处理单元处理和矫正后的待切割物料的帧图像信号进行检索，并将检索结果发送至控制切割单元；所述控制切割单元用于根据匹配搜索单元的检索结果形成切割坐标系，沿切割坐标系进行激光切割。
通过采用这种技术方案：照明单元照亮目标，提高亮度，通过标定单元标定出摄像机畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，在图像处理单元中以畸变矫正参数和坐标系转换矩阵矫正摄取图像信号。克服了因摄像单元镜头的凸起造成图像与实物产生畸变的问题，匹配搜索使用灰度匹配算法搜索切割线部位图像并在控制切割单元形成切割坐标系，克服了实践中待切割布料上的切割线因褶皱、拉伸等问题产生的偏移，精准的定位偏移后的切割位置。最终以控制切割单元控制沿切割坐标系完成最后的机械切割。
优选的是：所述控制切割单元包括激光头和第一横杆，所述第一横杆位于所述自动送料台上方，所述第一横杆上连接有所述激光头、该激光头上还连接有摄像单元、该激光头及连接该激光头的摄像单元同步沿第一横杆运动，所述第一横杆上连接的激光头及摄像单元不作纵向移动。更优选的是：所述控制切割单元还包括第二横杆，所述第二横杆位于所述自动送料台上方、平行于所述第一横杆，且沿自动送料台作纵向往复运动，所述第二横杆上也固定有所述激光头、该激光头上还固定连接有摄像单元。
通过采用这种方案：可以更灵活的分别驱使第一横杆上的激光头进行横向拍摄/激光切割和驱使第二横杆上的激光头进行横/纵向拍摄/激光切割。由此，实现了多组相机实时拍照跟踪，实时纠偏切割。
更优选的是：所述照明单元位于各摄像单元下方，形成LED环形光源。
通过采用这种方式：使得拍摄面上的特征部位对比度最大化的同时使得其它部位对比度最小化，高对比度简化了集成过程，提高了后续图像处理模块的可靠性。
为配合上述分条切割机，相应的，本发明还提供了一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法，包括如下步骤：
步骤一：以照明单元照明自动送料台；
步骤二：将自定义圆点格放置于自动送料台上，以摄像单元拍摄自定义圆点格并将摄取信号发送至标定单元；
步骤三：标定单元接收步骤二所得摄取信号，结合Tsai、张正友、MIT标定方法，计算标定出摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵并发送至图像处理单元；
步骤四：从自动送料台上取下自定义圆点格，以自动送料台输送待切割物料，摄像单元跟踪拍摄待切割物料，并将摄取的帧图像信号发送至图像处理单元；
步骤五：图像处理单元根据步骤三所得摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，对步骤四所得的帧图像信号进行处理矫正并发送至匹配检索单元；
步骤六：在匹配搜索单元中设定待切割物料的切割线部位图像为特征图像，匹配搜索单元以灰度匹配算法对步骤五所得矫正后的帧图像信号进行检索，并将检索结果发送至控制切割单元；
步骤七：控制切割单元根据匹配搜索单元的检索结果形成切割坐标系，驱动激光头沿切割坐标系进行激光切割。
与现有技术相比，本发明解决了人工分条切割效率低下的问题，依靠高精度相机和步进电机，大大提高产品的成品率、降低了加工成本。解决了因材料张力导致幅面变形、人工切割精度差的难题，实现了多组相机实时拍照跟踪，实时纠偏切割。
附图说明
图1为本发明的基于视觉导引的多摄像头分条切割方法的流程示意图；
图2为本发明的分条切割机的外观结构图；
图3为本发明的分条切割机的结构示意框图；
上述附图中各部件与附图标记的对应关系如下：
1、自动送料台；2、照明单元；3、摄像单元；4、标定单元；5、图像处理单元；6、匹配搜索单元；7、控制切割单元；71、激光头；72、第一横杆；73、第二横杆。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示本发明的实施例1：
一种分条切割机，包括自动送料台1、照明单元2、摄像单元3、标定单元4、图像处理单元5、匹配搜索单元6和控制切割单元7；所述照明单元2安装于自动送料台1上方、用于照明自动送料台1；所述摄像单元3安装于自动送料台1上方、用于拍摄自动送料台1上的自定义圆点格并将摄取信号发送至标定单元4；或跟踪拍摄自动送料台1上的待切割物料，并将摄取的帧图像信号发送至图像处理单元5；所述标定单元4用于接收摄像单元3拍摄的自定义圆点格摄取信号，结合Tsai、张正友、MIT标定方法，计算标定出摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，并将摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵发送至图像处理单元5；所述图像处理单元5用于根据标定单元4所得摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，处理和矫正摄像单元3拍摄的待切割物料的帧图像信号并发送至匹配搜索单元；所述匹配搜索单元6用于以待切割物料的切割线部位图像为特征图像，以灰度匹配算法对图像处理单元5处理和矫正后的待切割物料的帧图像信号进行检索，并将检索结果发送至控制切割单元7；所述控制切割单元7用于根据匹配搜索单元6的检索结果形成切割坐标系，沿切割坐标系进行激光切割。
如图2所示：
所述控制切割单元7包括激光头71、第一横杆72和第二横杆73，所述第一横杆72和第二横杆73位于自动送料台1上方，所述第一横杆72和第二横杆73上连接有所述激光头71、激光头71上还连接有摄像单元3、连接于第一横杆72上的激光头71及连接该激光头71的摄像单元3同步沿第一横杆71作横向运动，所述第一横杆72上连接的激光头及摄像单元不作纵向运动。所述第二横杆73平行于所述第一横杆72，且沿自动送料台1作纵向往复运动。所述照明单元2位于各摄像单元3下方形成LED环形光源。
如图3所示：
实践中，首先打开照明单元2，以照明单元2照明自动送料台1；工作人员将自定义圆点格放置于自动送料台1上，以摄像单元3拍摄自定义圆点格，摄像单元3将摄取信号发送至标定单元4；标定单元4接收该摄取信号，结合Tsai、张正友、MIT标定方法，计算标定出摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵并发送至图像处理单元；随后，工作人员从自动送料台1上取下自定义圆点格，开启自动送料台1输送待切割物料，摄像单元3跟踪拍摄待切割物料，并将摄取的帧图像信号发送至图像处理单元5；图像处理单元5根据摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，对待切割物料的帧图像信号进行处理矫正并发送至匹配检索单元6；匹配搜索单元6中预先设定了待切割物料的切割线部位图像为特征图像，匹配搜索单元6以灰度匹配算法对矫正后的帧图像信号进行检索，并将检索结果发送至控制切割单元7；控制切割单元7根据匹配搜索单元6的检索结果形成切割坐标系，驱动激光头71沿切割坐标系进行激光切割。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1. 一种分条切割机，其特征在于：包括自动送料台（1）、照明单元（2）、摄像单元（3）、标定单元（4）、图像处理单元（5）、匹配搜索单元（6）和控制切割单元（7）；
所述照明单元（2）安装于自动送料台（1）上方、用于照明自动送料台（1）；
所述摄像单元（3）安装于自动送料台（1）上方、用于拍摄自动送料台（1）上的自定义圆点格并将摄取信号发送至标定单元（4）；或跟踪拍摄自动送料台（1）上的待切割物料，并将摄取的帧图像信号发送至图像处理单元（5）；
所述标定单元（4）用于接收摄像单元（3）拍摄的自定义圆点格摄取信号，结合Tsai、张正友、MIT标定方法，计算标定出摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，并将摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵发送至图像处理单元（5）；
所述图像处理单元（5）用于根据标定单元（4）所得摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，处理和矫正摄像单元（3）拍摄的待切割物料的帧图像信号并发送至匹配搜索单元；
所述匹配搜索单元（6）用于以待切割物料的切割线部位图像为特征图像，以灰度匹配算法对图像处理单元（5）处理和矫正后的待切割物料的帧图像信号进行检索，并将检索结果发送至控制切割单元（7）；
所述控制切割单元（7）用于根据匹配搜索单元（6）的检索结果形成切割坐标系，沿切割坐标系进行激光切割。
2. 如权利要求1所述一种分条切割机，其特征在于：所述控制切割单元（7）包括激光头（71）和第一横杆（72），所述第一横杆（72）位于自动送料台（1）上方，所述第一横杆（72）上连接有所述激光头（71）、该激光头（71）上还连接有摄像单元（3）、该激光头（71）及连接该激光头（71）的摄像单元（3）同步沿第一横杆（72）作横向运动。
3. 如权利要求2所述一种分条切割机，其特征在于：所述控制切割单元（7）还包括第二横杆（73），所述第二横杆（73）位于所述自动送料台（1）上方、平行于所述第一横杆（72），且沿自动送料台（1）作纵向往复运动，所述第二横杆（73）上固定有所述激光头（71）、该激光头（71）上还固定连接有摄像单元（3）。
4. 如权利要求3所述一种分条切割机，其特征在于：所述照明单元（2）位于各摄像单元（3）下方，形成LED环形光源。
5. 一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：以照明单元（2）照明自动送料台（1）；
步骤二：将自定义圆点格放置于自动送料台（1）上，以摄像单元（3）拍摄自定义圆点格并将摄取信号发送至标定单元（4）；
步骤三：标定单元（4）接收步骤二所得摄取信号，结合Tsai、张正友、MIT标定方法，计算标定出摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵并发送至图像处理单元（5）；
步骤四：从自动送料台（1）上取下自定义圆点格，以自动送料台（1）输送待切割物料，摄像单元（3）跟踪拍摄待切割物料，并将摄取的帧图像信号发送至图像处理单元（5）；
步骤五：图像处理单元（5）根据步骤三所得摄像畸变矫正参数和坐标系转换矩阵，对步骤四所得的帧图像信号进行处理矫正并发送至匹配检索单元（6）；
步骤六：在匹配搜索单元（6）中设定待切割物料的切割线部位图像为特征图像，匹配搜索单元（6）以灰度匹配算法对步骤五所得矫正后的帧图像信号进行检索，并将检索结果发送至控制切割单元（7）；
步骤七：控制切割单元（7）根据匹配搜索单元（6）的检索结果形成切割坐标系，驱动激光头（71）沿切割坐标系进行激光切割。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510125396.7A CN104786290A (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法和分条切割机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510125396.7A CN104786290A (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法和分条切割机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104786290A true CN104786290A (zh) | 2015-07-22 |
Family
ID=53551694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510125396.7A Pending CN104786290A (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法和分条切割机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104786290A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106773991A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 常州光电技术研究所 | 一种基于cmos传感器的嵌入式纠偏系统及其纠偏方法 |
| CN107657641A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 聊城大学 | 一种基于机器视觉的智能石材切割方法 |
| CN114727502A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-08 | 浙江树人学院 | 一种计算机辅助下的pcb板自动对位切割方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101363188A (zh) * | 2008-07-29 | 2009-02-11 | 瑞安市博业激光应用技术有限公司 | 激光切割设备的巡边切割方法 |
| CN101913028A (zh) * | 2010-08-16 | 2010-12-15 | 句容市大华激光科技开发有限公司 | 全视景激光裁床 |
| CN202106140U (zh) * | 2011-06-02 | 2012-01-11 | 广东大族粤铭激光科技股份有限公司 | 基于机器视觉的混合图形激光切割机 |
| CN202227176U (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-23 | 南京麟华数控技术有限公司 | 一种摄像机激光裁床 |
| CN202543222U (zh) * | 2012-03-01 | 2012-11-21 | 成都博隆光电科技有限公司 | 用于皮革切割的多头式激光切割装置 |
| US8633420B2 (en) * | 2008-10-10 | 2014-01-21 | Ipg Microsystems Llc | Laser machining systems and methods with debris extraction |
-
2015
- 2015-03-23 CN CN201510125396.7A patent/CN104786290A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101363188A (zh) * | 2008-07-29 | 2009-02-11 | 瑞安市博业激光应用技术有限公司 | 激光切割设备的巡边切割方法 |
| US8633420B2 (en) * | 2008-10-10 | 2014-01-21 | Ipg Microsystems Llc | Laser machining systems and methods with debris extraction |
| CN101913028A (zh) * | 2010-08-16 | 2010-12-15 | 句容市大华激光科技开发有限公司 | 全视景激光裁床 |
| CN202106140U (zh) * | 2011-06-02 | 2012-01-11 | 广东大族粤铭激光科技股份有限公司 | 基于机器视觉的混合图形激光切割机 |
| CN202227176U (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-23 | 南京麟华数控技术有限公司 | 一种摄像机激光裁床 |
| CN202543222U (zh) * | 2012-03-01 | 2012-11-21 | 成都博隆光电科技有限公司 | 用于皮革切割的多头式激光切割装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107657641A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 聊城大学 | 一种基于机器视觉的智能石材切割方法 |
| CN107657641B (zh) * | 2016-07-26 | 2021-09-10 | 聊城大学 | 一种基于机器视觉的智能石材切割方法 |
| CN106773991A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 常州光电技术研究所 | 一种基于cmos传感器的嵌入式纠偏系统及其纠偏方法 |
| CN106773991B (zh) * | 2016-12-30 | 2023-08-22 | 常州光电技术研究所 | 一种基于cmos传感器的嵌入式纠偏系统及其纠偏方法 |
| CN114727502A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-08 | 浙江树人学院 | 一种计算机辅助下的pcb板自动对位切割方法及系统 |
| CN114727502B (zh) * | 2022-05-24 | 2022-09-02 | 浙江树人学院 | 一种计算机辅助下的pcb板自动对位切割方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106695130B (zh) | 高速激光振镜切割机及高速激光振镜切割方法 | |
| CN104923923B (zh) | 一种基于大幅面视觉引导和变形矫正的激光定位切割系统 | |
| CN107584263B (zh) | 一种视觉定位引导装置及引导方法 | |
| CN110245599A (zh) | 一种智能三维焊缝自主寻迹方法 | |
| CN104786290A (zh) | 一种基于视觉导引的多摄像头分条切割方法和分条切割机 | |
| CN206200356U (zh) | 一种多功能激光切割布料切割系统 | |
| CN104057202A (zh) | 基于fpga的远程监控移动式机器人自主焊接系统及方法 | |
| CN110293559B (zh) | 一种自动识别定位对准的安装方法 | |
| CN108139115B (zh) | 用于定日镜的校准方法 | |
| CN102179598B (zh) | 平板窄焊缝初始焊位对中和焊缝跟踪方法及装置 | |
| CN103008881A (zh) | 一种基于模板匹配的焊缝跟踪方法 | |
| CN107486629B (zh) | 一种视觉定位激光打标系统校正方法 | |
| CN111452045B (zh) | 一种基于立体视觉的钢筋识别标记系统和方法 | |
| CN106737859A (zh) | 基于不变平面的传感器与机器人的外部参数标定方法 | |
| CN109876999A (zh) | 双阀点胶装置及其点胶控制方法 | |
| CN105080787A (zh) | 点胶装置及点胶方法 | |
| CN211969992U (zh) | 一种基于立体数据采集系统的钢筋打标装置 | |
| CN108931982A (zh) | 用于移动机器人设备的视觉导航系统和方法 | |
| CN102538707A (zh) | 一种对工件进行三维定位的装置及方法 | |
| CN103372715B (zh) | 用于调整键合工具的图像辅助系统 | |
| CN108989686B (zh) | 基于人形追踪的实时拍摄装置及控制方法 | |
| CN114083129A (zh) | 一种三维视觉跟踪焊接机器人及其控制方法 | |
| CN110682005B (zh) | 一种激光打标实时校正方法和控制装置 | |
| CN112215139A (zh) | 一种基于超声波传感器与单目相机结合的割刀定位算法 | |
| CN116851929A (zh) | 一种运动状态下的物体视觉定位激光打标方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150722 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |