CN111558791B - 一种自动焊接标牌的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及图像处理技术领域，公开了一种自动焊接标牌的方法及装置，该方法包括：获取当前钢捆的端面图像，并提取每根钢材的端面轮廓及端面轮廓的中心点坐标，设定当前钢捆的端面焊接区域，并将端面焊接区域分割为多个焊接子区域，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，生成多个待焊接点集，每个待焊接点集包含的待焊接点数量与焊接子区域的数量一致，不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，不同待焊接点之间的距离不小于需焊接标牌的尺寸，按照待焊接点集中的待焊接点进行焊接。上述方法中，在焊接之前便生成多个待焊接点集，因此在焊接过程中，无需重复进行图像采集及图像处理工作，可节约大量时间，有效提高焊接效率。

Description

一种自动焊接标牌的方法及装置

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种自动焊接标牌的方法及装置。

背景技术

钢厂在对钢材进行打捆包装之后，通常要在每个钢捆的端面上焊接一定数量的标牌，这些标牌用于显示钢捆的基本信息，例如型号、规格及生产日期等。传统的标牌焊接方式是通过人工焊接，效率较低，无法适用于产量较大的生产。为了提高效率，目前许多钢厂已普遍采用机器控制的方式，实现标牌的自动焊接。

自动焊接标牌的流程大致包括：当钢捆被输送至待焊接位置时，系统控制双目相机采集钢捆的端面图像，通过图像处理，选取第一个标牌焊接点，然后根据第一个标牌焊接点的三维坐标，控制伸缩焊枪进行焊接，焊接完成后，系统再次控制双目相机采集钢捆端面图像，判断第一个标牌是否成功焊接。如果未成功焊接，则控制双目相机再次进行图像采集，通过图像处理，重新获取第一个标牌焊接点再次焊接；如果成功焊接，则重复执行上述操作，进行第二个标牌的焊接点选取及焊接工作，以此类推，直至焊接完所有标牌。

自动焊接过程中，花费时间最长的就是图像处理。而上述流程中，在焊接每一个标牌之前，都需进行图像采集及图像处理才能获取焊接点的坐标，因此若要完成一个钢捆所有标牌的焊接工作，将花费较长时间。在需焊接的标牌数量较大时，上述自动焊接方式的效率较低，将无法满足实际生产要求。

发明内容

为了解决因在焊接每一个标牌之前，都需进行图像采集及图像处理才能获取焊接点的坐标，从而降低焊接效率的问题，本申请通过以下实施例公开了一种自动焊接标牌的方法及装置。

本申请第一方面公开了一种自动焊接标牌的方法，所述方法包括：

获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓；

获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标；

根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域；

将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，所述焊接子区域的数量与需焊接标牌的数量一致；

根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点；

根据所述多个待焊接点，生成多个待焊接点集，其中，每个待焊接点集中包含的待焊接点数量与所述焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸；

按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

可选的，所述按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上，包括：

获取每个待焊接点集中所有待焊接点的Z值之和；

根据所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，其中，Z值之和最小的待焊接点集的优先等级最高；

从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

可选的，所述从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上，包括：

从优先等级最高的待焊接点集开始，获取待焊接点集中所有的待焊接点，依次焊接所有标牌，焊接过程中，若存在标牌焊接失败，则从该标牌开始，使用下一优先等级的待焊接点集中的待焊接点继续进行焊接。

可选的，所述根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，包括：

设定目标子区域的基准面，所述基准面为所述目标子区域中Z值最小的中心点对应的钢材端面所处的平面，所述目标子区域为任一个焊接子区域；

获取目标端面与所述基准面之间的最小距离，所述目标端面为所述目标子区域中任一根钢材端面所处的平面；

判断所述最小距离是否不超过伸缩焊枪的枪头长度，若是，则将所述目标端面对应的钢材端面轮廓中心点设为所述待焊接点。

可选的，所述根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域，包括：

从所有钢材端面轮廓中心点坐标中提取最大X值、最小X值、最大Y值及最小Y值，并根据这四个值划定矩形区域；

将所述矩形区域设定为所述当前钢捆的端面焊接区域。

可选的，所述将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，包括：

获取所述端面焊接区域的面积；

根据所述需焊接标牌的数量，按面积将所述端面焊接区域等分为多个焊接子区域。

可选的，所述获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，包括：

通过双目相机采集所述当前钢捆的端面图像，所述双目相机包括第一相机及第二相机，所述端面图像包括所述第一相机采集的第一端面图像及所述第二相机采集的第二端面图像；

从所述第一端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第一端面轮廓集，及，从所述第二端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第二端面轮廓集。

可选的，所述获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标，包括：

获取第一中心点集及第二中心点集，其中，所述第一中心点集包括所述第一端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点，所述第二中心点集包括所述第二端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点；

对所述第一中心点集与所述第二中心点集中的所有中心点进行匹配，其中，若第二中心点集中有且仅有一个中心点与目标点之间的距离不超过预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败，所述目标点为第一中心点集中的任一个中心点，所述预设阈值为所述钢材端面的半径；

将所述第一中心点集中所有匹配成功的中心点作为第一目标点集，及，将所述第二中心点集中所有匹配成功的中心点作为第二目标点集；

根据所述第一目标点集与所述第二目标点集，获取所述每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

本申请第二方面公开了一种自动焊接标牌的装置，所述装置应用于本申请第一方面所述的一种自动焊接标牌的方法，所述装置包括：

端面图像获取模块，用于获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓；

中心点坐标获取模块，用于获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标；

焊接区域设定模块，用于根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域；

焊接区域分割模块，用于将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，所述焊接子区域的数量与需焊接标牌的数量一致；

待焊接点筛选模块，用于根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点；

待焊接点集生成模块，用于根据所述多个待焊接点，生成多个待焊接点集，其中，每个待焊接点集中包含的待焊接点数量与所述焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸；

焊接模块，用于按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

可选的，所述焊接模块包括：

Z值求和单元，用于获取每个待焊接点集中所有待焊接点的Z值之和；

优先等级设置单元，用于根据所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，其中，Z值之和最小的待焊接点集的优先等级最高；

等级焊接单元，用于从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

可选的，所述等级焊接单元包括：

等级焊接子单元，用于从优先等级最高的待焊接点集开始，获取待焊接点集中所有的待焊接点，依次焊接所有标牌，焊接过程中，若存在标牌焊接失败，则从该标牌开始，使用下一优先等级的待焊接点集中的待焊接点继续进行焊接。

可选的，所述待焊接点筛选模块包括：

基准面设定单元，用于设定目标子区域的基准面，所述基准面为所述目标子区域中Z值最小的中心点对应的钢材端面所处的平面，所述目标子区域为任一个焊接子区域；

距离获取单元，用于获取目标端面与所述基准面之间的最小距离，所述目标端面为所述目标子区域中任一根钢材端面所处的平面；

待焊接点判定单元，用于判断所述最小距离是否不超过伸缩焊枪的枪头长度，若是，则将所述目标端面对应的钢材端面轮廓中心点设为所述待焊接点。

可选的，所述焊接区域设定模块包括：

区域划定单元，用于从所有钢材端面轮廓中心点坐标中提取最大X值、最小X值、最大Y值及最小Y值，并根据这四个值划定矩形区域；

焊接区域设定单元，用于将所述矩形区域设定为所述当前钢捆的端面焊接区域。

可选的，所述焊接区域分割模块包括：

面积获取单元，用于获取所述端面焊接区域的面积；

面积等分单元，用于根据所述需焊接标牌的数量，按面积将所述端面焊接区域等分为多个焊接子区域。

可选的，所述端面图像获取模块包括：

图像采集单元，用于通过双目相机采集所述当前钢捆的端面图像，所述双目相机包括第一相机及第二相机，所述端面图像包括所述第一相机采集的第一端面图像及所述第二相机采集的第二端面图像；

轮廓提取单元，用于从所述第一端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第一端面轮廓集，及，从所述第二端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第二端面轮廓集。

可选的，所述中心点坐标获取模块包括：

中心点集获取单元，用于获取第一中心点集及第二中心点集，其中，所述第一中心点集包括所述第一端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点，所述第二中心点集包括所述第二端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点；

匹配单元，用于对所述第一中心点集与所述第二中心点集中的所有中心点进行匹配，其中，若第二中心点集中有且仅有一个中心点与目标点之间的距离不超过预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败，所述目标点为第一中心点集中的任一个中心点，所述预设阈值为所述钢材端面的半径；

目标点集获取单元，用于将所述第一中心点集中所有匹配成功的中心点作为第一目标点集，及，将所述第二中心点集中所有匹配成功的中心点作为第二目标点集；

中心点坐标获取单元，用于根据所述第一目标点集与所述第二目标点集，获取所述每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

本申请实施例公开了一种自动焊接标牌的方法及装置，所述方法包括：获取当前钢捆的端面图像，并提取每根钢材的端面轮廓及每根钢材端面轮廓的中心点坐标，然后设定当前钢捆的端面焊接区域，并将端面焊接区域分割为多个焊接子区域；接着从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，生成多个待焊接点集，每个待焊接点集包含的待焊接点数量与焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于需焊接标牌的尺寸；最后按照待焊接点集中的待焊接点进行焊接。上述方法中，在焊接之前便获取了多个待焊接点集，因此在焊接过程中，无需重复进行图像采集及图像处理工作，使用待焊接点集便可对所有标牌进行焊接，能够节约大量时间，有效提高焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种自动焊接标牌的方法的工作流程示意图；

图2为本申请实施例公开的一种自动焊接标牌的方法中，设定端面焊接区域的示意图；

图3为本申请实施例公开的一种自动焊接标牌的方法中，分割端面焊接区域的示意图；

图4为本申请实施例公开的一种自动焊接标牌的方法中，将需焊接标牌焊接至当前钢捆的端面上的工作流程示意图；

图5为本申请实施例公开的一种自动焊接标牌的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决因在焊接每一个标牌之前，都需进行图像采集及图像处理才能获取焊接点的坐标，从而降低焊接效率的问题，本申请通过以下实施例公开了一种自动焊接标牌的方法及装置。

本申请第一实施例公开了一种自动焊接标牌的方法，参见图1所示的工作流程示意图，所述方法包括：

步骤S101，获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓。

在一种实现方式中，通过双目相机采集所述当前钢捆的端面图像，所述双目相机包括第一相机及第二相机，采集所得的端面图像包括所述第一相机采集的第一端面图像及所述第二相机采集的第二端面图像。

基于上述内容，从所述端面图像中提取每个钢材的端面轮廓则包括：从所述第一端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第一端面轮廓集，及，从所述第二端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第二端面轮廓集。

步骤S102，获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

实际应用中，在获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标之前，可以对第一端面轮廓集与第二端面轮廓集中的各轮廓分别进行逼近圆处理，获取各轮廓的中心点。然后便可通过以下步骤，获取各轮廓的中心点坐标。

获取第一中心点集及第二中心点集，其中，所述第一中心点集包括所述第一端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点，所述第二中心点集包括所述第二端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点。

对所述第一中心点集与所述第二中心点集中的所有中心点进行匹配，其中，若第二中心点集中有且仅有一个中心点与目标点之间的距离不超过预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败，所述目标点为第一中心点集中的任一个中心点，所述预设阈值为所述钢材端面的半径。实际应用中，钢材端面的半径可根据钢材的生产规格获取，预先存储至系统中。

将所述第一中心点集中所有匹配成功的中心点作为第一目标点集，及，将所述第二中心点集中所有匹配成功的中心点作为第二目标点集。其中，第一目标点集与第二目标点集中点的数目一致，且一一对应。

根据所述第一目标点集与所述第二目标点集，获取所述每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

具体的，利用双目匹配便可生成每根钢材端面轮廓的中心点的X、Y轴坐标值，即X值和Y值，利用双目测距原理便可生成每根钢材端面轮廓的中心点Z轴坐标值，即Z值。其中，X值表示钢材端面轮廓的中心点在水平方向上的位置，Y值表示钢材端面轮廓的中心点在竖直方向上的位置，Z值表示钢材端面轮廓的中心点与双目相机之间的直线距离。

步骤S103，根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域。

由于钢捆的端面一般为类长方形，因此，本申请实施例中，从所有钢材端面轮廓中心点坐标中提取最大X值、最小X值、最大Y值及最小Y值，并根据这四个值划定矩形区域。然后将所述矩形区域设定为所述当前钢捆的端面焊接区域。

参见图2，图示为当前钢捆的端面图像，坐标原点位于整个端面图像的左上角，从坐标原点向右水平延伸为X正轴，从坐标原点向下垂直延伸为Y正轴，各个圆形表示当前钢捆中所有的钢材端面轮廓，矩形方框为根据最大X值、最小X值、最大Y值及最小Y值所划定的矩形区域，即当前钢捆的端面焊接区域。

步骤S104，将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，所述焊接子区域的数量与需焊接标牌的数量一致。

在一种实现方式中，将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，包括：

获取所述端面焊接区域的面积。

根据所述需焊接标牌的数量，按面积将所述端面焊接区域等分为多个焊接子区域。

结合图2及图3，作为示例，若需焊接标牌的数量为四个，则将端面焊接区域按面积等分为四个焊接子区域，即图3中的焊接子区域A、焊接子区域B、焊接子区域C和焊接子区域D，每一个焊接子区域仅用来焊接一个标牌。

步骤S105，根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点。

步骤S106，根据所述多个待焊接点，生成多个待焊接点集，其中，每个待焊接点集中包含的待焊接点数量与所述焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸。

通常情况下，使用一个待焊接点集中的待焊接点，便可以将所有标牌一次性焊接完成。但是考虑到实际工况中，可能存在某个标牌焊接失败的情况，本申请实施例中，生成多个待焊接点集以供备用，防止在某个标牌焊接失败的情况下需重新进行图像采集及图像处理以选取新的标牌焊接点，最大程度减少系统处理时间，提高焊接效率。

具体的，针对多个待焊接点进行组合，便可生成多个待焊接点集，组合过程中，遵循以下原则：（1）每个待焊接点来自不同的焊接子区域；（2）每个待焊接点挂上标牌之后，标牌之间不会相互遮挡。完成组合之后所得到的每个待焊接点集皆满足步骤S106中所述的三点要求，这种情况下，每个待焊接点集都可以针对所有标牌进行焊接。为了减少数据处理量，作为示例，待焊接点集的数量可以预先设置为四个。

每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸，是为了使不同焊接子区域的待焊接点挂上标牌后，标牌之间不会相互遮挡。

结合图3，一个待焊接点集中，焊接子区域A和焊接子区域B中的两个待焊接点之间的水平距离不能小于标牌的长度，焊接子区域C和焊接子区域D中的两个待焊接点之间的水平距离不能小于标牌的长度；焊接子区域A和焊接子区域C中的两个待焊接点之间的垂直距离不能小于标牌的宽度，焊接子区域B和焊接子区域D中的两个待焊接点之间的垂直距离不能小于标牌的宽度；焊接子区域A和焊接子区域D中的两个待焊接点之间的直线距离不能小于标牌的斜边长度，焊接子区域B和焊接子区域C中的两个待焊接点之间的直线距离不能小于标牌的斜边长度。

在生成待焊接点集时，若某一焊接子区域不存在待焊接点，可以从其他焊接子区域中选取Z值最小的待焊接点，与其他已选定的待焊接点组成待焊接点集。结合图3，若焊接子区域A没有待焊接点，便可从另外三个焊接子区域中选取一个Z值最小的待焊接点，与其余三个已选定的待焊接点组成待焊接点集。在选取Z值最小的待焊接点时，要把其余三个已选定的待焊接点排除在外。

步骤S107，按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

本申请实施例公开了一种自动焊接标牌的方法，所述方法包括：获取当前钢捆的端面图像，并提取每根钢材的端面轮廓及每根钢材端面轮廓的中心点坐标，然后设定当前钢捆的端面焊接区域，并将端面焊接区域分割为多个焊接子区域；接着从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，生成多个待焊接点集，每个待焊接点集包含的待焊接点数量与焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于需焊接标牌的尺寸；最后按照待焊接点集中的待焊接点进行焊接。上述方法中，在焊接之前便获取了多个待焊接点集，因此在焊接过程中，无需重复进行图像采集及图像处理工作，使用待焊接点集便可对所有标牌进行焊接，能够节约大量时间，有效提高焊接效率。

进一步的，参见图4所示的工作流程示意图，所述按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上，包括：

步骤S401，获取每个待焊接点集中所有待焊接点的Z值之和。

步骤S402，根据所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，其中，Z值之和最小的待焊接点集的优先等级最高。

步骤S403，从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

Z值之和最小，意味着在进行所有标牌焊接过程中，伸缩焊枪的枪头移动距离最少，焊接所需时间也相对的为最少。本申请实施例中，按照所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，并将Z值之和最小的待焊接点集设为最优先焊接的点集，可以有效减少实际焊接的时间，提高焊接的效率。

进一步的，所述从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上，包括：

从优先等级最高的待焊接点集开始，获取待焊接点集中所有的待焊接点，依次焊接所有标牌，焊接过程中，若存在标牌焊接失败，则从该标牌开始，使用下一优先等级的待焊接点集中的待焊接点继续进行焊接。

具体的，从优先等级最高的待焊接点集开始，对第一个焊接子区域进行标牌焊接，焊接成功后，对第二个焊接子区域进行标牌焊接，若焊接失败，便舍弃当前待焊接点集，使用下一个优先等级的待焊接点集，从第二个待焊接点开始，对第二焊接子区域进行标牌焊接，以此类推，直至完成所有标牌的焊接。

需要说明的是，每焊接完一个标牌，都要使用双目相机采集钢捆端面图像，以判断标牌焊接是否成功。在检测标牌焊接是否成功时，选取任意一个相机采集的端面图像，对其进行图像预处理（如灰度化、滤波及腐蚀处理），得到标牌的轮廓，如果该轮廓大于预设的面积阈值，则焊接成功，否则焊接失败。作为示例，面积阈值的设置范围为：不小于标牌面积的一半。

若所有待焊接点集都已被舍弃，但标牌仍未全部焊接完成，此时，系统发出警报，提示工作人员焊接失败，需重新进行焊接点选取工作。

通常，钢捆的端面凹凸不平，有些钢材的端面是凹进去的，若其凹进去的深度大于伸缩焊枪的枪头长度，在针对这些钢材端面进行焊接时，将会撞坏伸缩焊枪。

为了防止伸缩焊枪被撞，本申请实施例中，所述根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，包括：

设定目标子区域的基准面，所述基准面为所述目标子区域中Z值最小的中心点对应的钢材端面所处的平面（即与双目相机距离最近的钢材端面），所述目标子区域为任一个焊接子区域。

获取目标端面与所述基准面之间的最小距离，所述目标端面为所述目标子区域中任一根钢材端面所处的平面。

判断所述最小距离是否不超过伸缩焊枪的枪头长度，若是，则将所述目标端面对应的钢材端面轮廓中心点设为所述待焊接点。

基准面为当前钢捆端面中最凸出的钢材端面，通过筛选，将凹进去深度大于伸缩焊枪枪头长度的钢材滤除，将剩下的钢材端面轮廓中心点作为待焊接点，能够防止后期焊接过程中发生事故，有效确保焊接过程中的安全性。

下述为本申请公开的装置实施例，用于执行上述方法实施例。对于装置实施例中未披露的细节，请参照方法实施例。

本申请第二实施例公开了一种自动焊接标牌的装置，所述装置应用于本申请第一实施例所述的一种自动焊接标牌的方法，参见图5所示的结构示意图，所述装置包括：

端面图像获取模块10，用于获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓。

中心点坐标获取模块20，用于获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

焊接区域设定模块30，用于根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域。

焊接区域分割模块40，用于将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，所述焊接子区域的数量与需焊接标牌的数量一致。

待焊接点筛选模块50，用于根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点。

待焊接点集生成模块60，用于根据所述多个待焊接点，生成多个待焊接点集，其中，每个待焊接点集中包含的待焊接点数量与所述焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸。

焊接模块70，用于按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

进一步的，所述焊接模块包括：

Z值求和单元，用于获取每个待焊接点集中所有待焊接点的Z值之和。

优先等级设置单元，用于根据所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，其中，Z值之和最小的待焊接点集的优先等级最高。

等级焊接单元，用于从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

进一步的，所述等级焊接单元包括：

等级焊接子单元，用于从优先等级最高的待焊接点集开始，获取待焊接点集中所有的待焊接点，依次焊接所有标牌，焊接过程中，若存在标牌焊接失败，则从该标牌开始，使用下一优先等级的待焊接点集中的待焊接点继续进行焊接。

进一步的，所述待焊接点筛选模块包括：

基准面设定单元，用于设定目标子区域的基准面，所述基准面为所述目标子区域中Z值最小的中心点对应的钢材端面所处的平面，所述目标子区域为任一个焊接子区域。

距离获取单元，用于获取目标端面与所述基准面之间的最小距离，所述目标端面为所述目标子区域中任一根钢材端面所处的平面。

待焊接点判定单元，用于判断所述最小距离是否不超过伸缩焊枪的枪头长度，若是，则将所述目标端面对应的钢材端面轮廓中心点设为所述待焊接点。

进一步的，所述焊接区域设定模块包括：

区域划定单元，用于从所有钢材端面轮廓中心点坐标中提取最大X值、最小X值、最大Y值及最小Y值，并根据这四个值划定矩形区域。

焊接区域设定单元，用于将所述矩形区域设定为所述当前钢捆的端面焊接区域。

进一步的，所述焊接区域分割模块包括：

面积获取单元，用于获取所述端面焊接区域的面积。

面积等分单元，用于根据所述需焊接标牌的数量，按面积将所述端面焊接区域等分为多个焊接子区域。

进一步的，所述端面图像获取模块包括：

图像采集单元，用于通过双目相机采集所述当前钢捆的端面图像，所述双目相机包括第一相机及第二相机，所述端面图像包括所述第一相机采集的第一端面图像及所述第二相机采集的第二端面图像。

轮廓提取单元，用于从所述第一端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第一端面轮廓集，及，从所述第二端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第二端面轮廓集。

进一步的，所述中心点坐标获取模块包括：

中心点集获取单元，用于获取第一中心点集及第二中心点集，其中，所述第一中心点集包括所述第一端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点，所述第二中心点集包括所述第二端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点。

匹配单元，用于对所述第一中心点集与所述第二中心点集中的所有中心点进行匹配，其中，若第二中心点集中有且仅有一个中心点与目标点之间的距离不超过预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败，所述目标点为第一中心点集中的任一个中心点，所述预设阈值为所述钢材端面的半径。

目标点集获取单元，用于将所述第一中心点集中所有匹配成功的中心点作为第一目标点集，及，将所述第二中心点集中所有匹配成功的中心点作为第二目标点集。

中心点坐标获取单元，用于根据所述第一目标点集与所述第二目标点集，获取所述每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过双目相机获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓；

获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标，坐标原点位于所述端面图像的左上角；

根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域，其中，所述X值表示所述钢材端面轮廓中心点与所述坐标原点之间的水平距离，所述Y值表示所述钢材端面轮廓中心点与所述坐标原点之间的垂直距离；

将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，所述焊接子区域的数量与需焊接标牌的数量一致；

根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，所述Z值表示所述钢材端面轮廓中心点与所述双目相机之间的直线距离；

根据所述多个待焊接点，生成多个待焊接点集，其中，每个待焊接点集中包含的待焊接点数量与所述焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸；

按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

2.根据权利要求1所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上，包括：

获取每个待焊接点集中所有待焊接点的Z值之和；

根据所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，其中，Z值之和最小的待焊接点集的优先等级最高；

从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

3.根据权利要求2所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上，包括：

从优先等级最高的待焊接点集开始，获取待焊接点集中所有的待焊接点，依次焊接所有标牌，焊接过程中，若存在标牌焊接失败，则从该标牌开始，使用下一优先等级的待焊接点集中的待焊接点继续进行焊接。

4.根据权利要求1所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，包括：

设定目标子区域的基准面，所述基准面为所述目标子区域中Z值最小的中心点对应的钢材端面所处的平面，所述目标子区域为任一个焊接子区域；

获取目标端面与所述基准面之间的最小距离，所述目标端面为所述目标子区域中任一根钢材端面所处的平面；

判断所述最小距离是否不超过伸缩焊枪的枪头长度，若是，则将所述目标端面对应的钢材端面轮廓中心点设为所述待焊接点。

5.根据权利要求1所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域，包括：

从所有钢材端面轮廓中心点坐标中提取最大X值、最小X值、最大Y值及最小Y值，并根据这四个值划定矩形区域；

将所述矩形区域设定为所述当前钢捆的端面焊接区域。

6.根据权利要求1或5所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，包括：

获取所述端面焊接区域的面积；

根据所述需焊接标牌的数量，按面积将所述端面焊接区域等分为多个焊接子区域。

7.根据权利要求1所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，包括：

通过双目相机采集所述当前钢捆的端面图像，所述双目相机包括第一相机及第二相机，所述端面图像包括所述第一相机采集的第一端面图像及所述第二相机采集的第二端面图像；

从所述第一端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第一端面轮廓集，及，从所述第二端面图像中提取每根钢材的端面轮廓，获取第二端面轮廓集。

8.根据权利要求7所述的一种自动焊接标牌的方法，其特征在于，所述获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标，包括：

获取第一中心点集及第二中心点集，其中，所述第一中心点集包括所述第一端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点，所述第二中心点集包括所述第二端面轮廓集中所有端面轮廓的中心点；

对所述第一中心点集与所述第二中心点集中的所有中心点进行匹配，其中，若第二中心点集中有且仅有一个中心点与目标点之间的距离不超过预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败，所述目标点为第一中心点集中的任一个中心点，所述预设阈值为所述钢材端面的半径；

将所述第一中心点集中所有匹配成功的中心点作为第一目标点集，及，将所述第二中心点集中所有匹配成功的中心点作为第二目标点集；

根据所述第一目标点集与所述第二目标点集，获取所述每根钢材端面轮廓的中心点坐标。

9.一种自动焊接标牌的装置，其特征在于，所述装置应用于权利要求1-8任一项所述的一种自动焊接标牌的方法，所述装置包括：

端面图像获取模块，用于通过双目相机获取当前钢捆的端面图像，并从所述端面图像中提取每根钢材的端面轮廓；

中心点坐标获取模块，用于获取每根钢材端面轮廓的中心点坐标，坐标原点位于所述端面图像的左上角；

焊接区域设定模块，用于根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的X值与Y值，设定所述当前钢捆的端面焊接区域，其中，所述X值表示所述钢材端面轮廓中心点与所述坐标原点之间的水平距离，所述Y值表示所述钢材端面轮廓中心点与所述坐标原点之间的垂直距离；

焊接区域分割模块，用于将所述端面焊接区域分割为多个焊接子区域，所述焊接子区域的数量与需焊接标牌的数量一致；

待焊接点筛选模块，用于根据所有钢材端面轮廓中心点坐标的Z值，从所有钢材端面轮廓的中心点中筛选出多个待焊接点，所述Z值表示所述钢材端面轮廓中心点与所述双目相机之间的直线距离；

待焊接点集生成模块，用于根据所述多个待焊接点，生成多个待焊接点集，其中，每个待焊接点集中包含的待焊接点数量与所述焊接子区域的数量一致，每个待焊接点集中不同的待焊接点对应不同的焊接子区域，且，每个待焊接点集中不同待焊接点之间的距离不小于所述需焊接标牌的尺寸；

焊接模块，用于按照所述待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

10.根据权利要求9所述的一种自动焊接标牌的装置，其特征在于，所述焊接模块包括：

Z值求和单元，用于获取每个待焊接点集中所有待焊接点的Z值之和；

优先等级设置单元，用于根据所述Z值之和从小到大的顺序，设置所有待焊接点集的优先等级，其中，Z值之和最小的待焊接点集的优先等级最高；

等级焊接单元，用于从优先等级最高的待焊接点集开始，依次按照待焊接点集中的待焊接点，将所述需焊接标牌焊接至所述当前钢捆的端面上。

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