CN112597832B - 矩形件安装偏位判定方法和装置 - Google Patents

矩形件安装偏位判定方法和装置 Download PDF

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CN112597832B CN202011454441.0A CN202011454441A CN112597832B CN 112597832 B CN112597832 B CN 112597832B CN 202011454441 A CN202011454441 A CN 202011454441A CN 112597832 B CN112597832 B CN 112597832B
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Abstract

本申请涉及图像检测技术领域，提供一种矩形件安装偏位的判定方法和装置，前述方法包括：获取检测图像；对检测图像进行处理，得到表征矩形件位置的正外接矩形，以及表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线；根据正外接矩形确定水平直线和竖直直线；计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；第一交点为横向直线与竖直直线的交点，第二交点为纵向直线与水平直线的交点；根据第一交点的坐标、第二交点的坐标和正外接矩形的顶点坐标，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位采用本申请提供的矩形件安装偏位的判定方法和装置，可以取消设置参考标记点作为定位基准的步骤，也避免了因为定位基准设置和识别位置偏差造成的问题。

Description

矩形件安装偏位判定方法和装置
技术领域
本申请涉及图像检测技术领域，特别是涉及一种矩形件安装偏位判定方法和装置。
背景技术
为提高生产效率、降低人力资源成本，采用工业机器人进行自动化作业是各种行业的趋势。为检测自动化作业质量，避免不符合生产要求的中间工件流入下一生产流程，或者避免残次品进入流通销售环节，配合自动化作业还需要自动化的质量检测。
目前，已有的自动化质量检测技术包括机器视觉检测技术。机器视觉技术通过对工业相机采集的图像进行处理，而实现对自动化作业后产品的质量检测。
以电子产品生产为例，为了保证电子产品成品达到设定的防水密封等级，需要采用自动化作业方式在电子产品的前后壳(或者前壳、后壳与中壳)之间设置环形密封胶圈，使得密封胶圈卡入到壳体卡槽内；随后在电子产品完成拼装后，密封胶圈被压缩而起到防水密封作用。为了保证电子产品密封后密封胶圈起到防水密封作用，需要检测密封胶圈是否正确地卡入到卡槽内、是否安装偏位，需要采用机器视觉采集安装密封胶圈后的图像，并对图像进行处理。
目前，采用机器视觉方式对密封胶圈安装位置进行检测的方法为：在卡槽附近设置作为定位基准的参考标记点，随后拍摄图像并进行处理，计算出密封胶圈的各个侧边与参考标记点之间的欧式距离，继而确定密封胶圈是否有安装偏位问题(也就是判定密封胶圈是否安装在卡槽内)。但是，前述方法需要在电子产品的壳体上设置参考标记点；参考标记点的设置位置是否正确决定了密封胶圈的安装位置是否正确，使得偏位判断的条件设置复杂化。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种矩形件安装偏位的判定方法和装置。
一方面，本申请提供一种矩形件安装偏位的判定方法，包括：
获取检测图像；所述检测图像是包括矩形件信息和定位所述矩形件的矩形定位部信息；
对所述检测图像进行处理，得到表征所述矩形件位置的正外接矩形，以及表征所述矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线；
根据所述正外接矩形确定水平直线和竖直直线；所述水平直线和所述竖直直线均为经过所述正外接矩形中心点的直线；
计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；所述第一交点为所述横向直线与所述竖直直线的交点，所述第二交点为所述纵向直线与所述水平直线的交点；
根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
在一个实施例中，表征所述矩形定位部边缘的所述横向直线为多条；
根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位，包括：
计算各个所述第一交点的纵坐标与临近的所述正外接矩形顶点的纵坐标的差值，作为纵向差值；
统计位于第一预设范围内的所述纵向差值的数量，作为第一数量；
判断所述第一数量是否小于第一设定数量；
若是，判定所述矩形件相对于所述矩形定位部纵向安装偏位。
在一个实施例中，表征所述矩形定位部边缘的所述纵向直线为多条；
根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位，包括：
计算各个所述第二交点的横坐标与临近的所述正外接矩形顶点的横坐标的差值，作为横向差值；
统计位于第二预设范围内的所述横向差值的数量，作为第二数量；
判断所述第二数量是否小于第二设定数量；
若是，判定所述矩形件相对于所述矩形定位部横向安装偏位。
在一个实施例中，计算第一交点的坐标和第二交点的坐标，包括：
在判定所述横向直线的数量大于第一预设数量的情况下，计算所述第一交点的坐标；和/或，
在判定所述纵向直线的数量大于第二预设数量的情况下，计算所述第二交点的坐标。
在一个实施例中，对所述检测图像进行处理还包括：得到表征所述矩形件位置的斜外接矩形；
所述方法还包括：根据所述正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据所述斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角；
根据所述第一对角线倾角和所述第二对角线倾角，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
在一个实施例中，根据所述第一对角线倾角和所述第二对角线倾角，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位，包括：
根据所述第一对角线倾角确定允许倾角范围；
判断所述第二对角线倾角是否在允许倾角范围内；
若否，判定所述矩形件相对于所述矩形定位部安装偏位。
另一方面，本申请提供一种矩形件安装偏位的判定装置，包括：
图像获取单元，用于获取检测图像；所述检测图像是包括矩形件信息和定位所述矩形件的矩形定位部信息；
图像处理单元，用于对所述检测图像进行处理，得到表征所述矩形件位置的正外接矩形，以及表征所述矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线；
直线计算单元，根据所述正外接矩形确定水平直线和竖直直线；所述水平直线和所述竖直直线均为经过所述正外接矩形中心点的直线；
交点确定单元，用于计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；所述第一交点为所述横向直线与所述竖直直线的交点，所述第二交点为所述纵向直线与所述水平直线的交点；
安装偏位判断单元，用于根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
在一个实施例中，所述图像处理单元还用于，对所述检测图像进行处理而得到表征所述矩形件位置的斜外接矩形；
所述装置还包括倾角计算单元；所述倾角计算单元用于据所述正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据所述斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角；
所述安装偏位判断单元还用于根据所述第一对角线倾角和所述第二对角线倾角，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
采用本申请提供的矩形件安装偏位的判定方法和装置，在无需设置标记点的情况下，仅通过对检测图像处理获得的经过正外接矩形中心的横向直线和纵向直线，以及表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线，利用前述直线的第一交点、第二交点坐标以及正外接矩形的顶点坐标可以确定矩形物安装是否到位，因此可以取消设置参考标记点作为定位基准的步骤、简化了前期准备步骤；同时也避免了因为定位基准设置和识别位置偏差造成的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例中矩形件安装偏位判定方法提供的应用场景架构图；
图2是本申请一个实施提供的矩形件安装偏位的判断方法流程图；
图3是本申请一个实施例提供的处理检测图像后形成的中间图像；
图4是本申请一个实施例提供的判断矩形件是否纵向安装偏位的流程图；
图5是本申请一个实施例提供的矩形件安装偏位判断装置的结构示意图；
图6是本申请一个实施例提供的计算机设备的结构示意图；
其中，01-工业检测相机，02-计算机设备，03-主件，04-矩形件；21-图像获取单元，22-图像处理单元，23-直线计算单元，24-交点确定单元，25-安装偏位判断单元；31-处理器，32-存储器，33-通信接口34-系统总线。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1是本申请一个实施例中矩形件安装偏位判定方法提供的应用场景架构图。如图1所示，本申请实施例提供的应用场景包括工业检测相机01和计算机设备；工业检测相机01用于拍摄已经安装矩形件04的主件03而检测图像，并将检测图像发送给计算机设备；计算机设备02按照本申请实施例提供的矩形件04安装偏位的判定方法，确定矩形件04是否安装偏位。
为了能够清晰的理解本申请实施例的方案，以下对本申请实施例几个技术术语做解释。矩形件04是一可以安装在主件03上的矩形部件，主件03是可以承载前述矩形件04的部件；在主件03上设置有用于定位矩形件04的矩形定位部，以实现矩形件04的矩形定位部。
在一个具体应用中，主件03可以是电子设备的壳体，矩形定位部可以是开设在壳体上的矩形槽(可能为环形槽)或者矩形定位环(可能为环形定位环)，矩形件04卡接在前述矩形槽或者矩形定位环上的矩形密封胶圈。应当注意的是，矩形件04的尺寸和矩形定位部的尺寸是匹配的，即在矩形件04正确地安装在矩形定位部上后，其和矩形定位部只可能有很微小的位置偏差或者尺寸偏差。
还应当注意的是，本申请实施例的应用场景生产作业过程中，是在对主件03进行定位后安装的矩形件04，工业检测相机01是在主件03上安装上矩形件04，并且主件03仍然被定位的情况下拍摄主件03而形成检测图像；为了后期图像处理的方便，此时工业检测相机01可以设置成正对主件03，并且其感光器件的坐标轴平行于矩形定位部的直线边缘。
当然，在其他实施例中，工业检测相机01的感光器件坐标轴可能并不平行于矩形定位部的直线边缘；在此情况下，后续由计算机设备02根据感光器件坐标轴和矩形定位部的直线边缘夹角旋转检测图像，使得检测图像摆正后在执行相应的处理操作。
图2是本申请一个实施提供的矩形件安装偏位的判断方法流程图。如图2所示，本申请实施例提供的方法包括步骤S101-S105；如前所述，步骤S101-S105均由计算机设备执行。
S101：获取检测图像。
检测图像是拍摄主件而形成的图像，主件为已经安装了矩形件的主件，主件上设置有用于定位矩形件的矩形定位部。步骤S101中获取的检测图像为检测图像中具有表示矩形件和主件中矩形定位部的图像像素。
步骤S101中，计算机设备获取检测图像可以是获取工业检测相机生成的检测图像，也可以是获取存储在存储器上的检测图像，本申请实施例并不做特别地限定。
S102：对检测图像进行处理，得到表征矩形件位置的正外接矩形，以及表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线。
计算机设备在执行步骤S102前获取正外接矩形、横向直线和纵向直线前，首先对检测图像进行预处理，以能够尽可能地体现矩形件和矩形定位部边缘信息的中间图像。
计算机设备执行的预处理步骤可以包括增加图像的对比度、图像的二值化和去噪。其中增加图像的对比度的方法可以是执行gamma变换；图像的二值化可以使采用canny算法进行二值化；图像去噪可以采用既保留图像中的部件边缘性信息，又可以去除图像中噪声的滤波器对二值化图像进行处理。
本申请一个实施例中，预处理步骤中的各种参数可以动态地调整，以确保检测出正外接矩形、横向直线和纵向直线。实际应用中，如果经过尽可能地动态调整后，仍然无法确定正外接矩形、横向直线和纵向直线之一，计算机设备可以执行报错处理或者放弃对此检测图像的处理。
此处应当注意的是，横向直线可能仅是大体方向为水平的直线，纵向直线可能仅是大体方向为竖直的直线，二者并不是严格的水平直线和竖直直线。具体应用中，根据生产线上自动安装装置工作特性，以及矩形件的材质，前述的横向直线与水平直线、前述纵向直线与竖直直线的夹角多在5度范围内。
如前文所述，如果工业检测相机的感光器件坐标轴可能不平行于矩形定位部的直线边缘，前述的预处理步骤还包括旋转检测图像至使得矩形定位部被放正的步骤。
本申请实施例中，矩形件的正外接矩形是根据矩形件的四个顶点确定的，两个侧边水平设置并且两个侧边竖直设置的外接矩形。
图3是本申请一个实施例提供的处理后检测图像形成的中间图像。如图3所示，其中标号为11的倾斜实线矩形边框代表矩形件，标号13的正放虚线矩形边框为矩形件的正外接矩形。
图中12是理想情况下表示出的矩形定位部的边缘所在的正矩形，应当注意的是，实际应用中，矩形定位部大部分可能均被矩形件覆盖，此时可能很难得到清晰地定位部边缘所在的正矩形。
本申请实施例中，可以采用已有的算法确定矩形件的正外接矩形，例如可以采用OpenCV中的标准算法确定正外接矩形。
本申请实施例一些应用中，用于表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线均为多条。如前，因为矩形定位部大部分均被矩形件覆盖，所以无法采用前述确定矩形件的正外接矩形的方法确定横向直线和纵向直线。本申请实施例中，可以采用霍夫变换方法，对前文中预处理后的检测图像进行处理，获得多个横向直线和纵向直线。
本申请实施例另外一些应用中，如果矩形定位部具有显著的特征，也可以仅获取两条横向直线、两条纵向直线。
S103：根据正外接矩形确定水平直线和竖直直线。
水平直线和竖直直线均为经过正外接矩形中心点的直线。
步骤S103中，计算机设备根据步骤S102中确定的正外接矩形，确定正外接矩形的中心。
本申请一个实施例中，可以根据正外接矩形的一个顶点坐标和其长度、宽度确定正外接矩形的中心。例如，正外接矩形的一个坐标数值较小的顶点坐标为(x，y)，其长度为h，宽度为w，则其中心坐标为
Figure GDA0003738986060000091
本申请实施例应用中，也可以根据两个相对的顶点坐标确定中心坐标。例如，正外接矩形的两个相对的顶点坐标为(x1，y1)和(x2，y2)，则其中心坐标为
Figure GDA0003738986060000092
计算经过正外接矩形中心的水平直线和竖直直线，即是以正外接矩形中心的横坐标确定竖直直线，以正外接矩形中心的纵坐标确定水平直线。如图3所示，其中，A点为正外接矩形的红心，标号为14的直线为水平直线，标号15的直线为竖直直线。
S104：计算第一交点的坐标和第二交点的坐标。
本申请实施例中，第一交点为横向直线和竖直直线的交点，如图3中的B和C，第二交点为纵向直线和水平直线的交点，如D和E。
本申请实施例中，因为横向直线为大体为水平设置的直线，纵向直线大体为竖向设置的直线，则可以确定横向直线和竖直直线均具有一个第一交点，纵向直线与水平直线均具有一个第二交点；根据相交直线的表达式，可以确定对应的交点坐标。
S105：根据第一交点的坐标、第二交点的坐标和正外接矩形顶点的坐标，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
如前，本申请一个实施例中，正外接矩形是根据矩形件的顶点确定的外接矩形；如果矩形件放置位置越是贴合矩形定位部，正外接矩形的各个顶点的坐标与矩形定位部的各个顶点的坐标越靠近。
因为水平直线和竖直直线是根据正外接矩形的中心确定，正外接矩形的中心由正外接矩形的顶点确定，正外接矩形的顶点又由矩形件的放置位置确定，所以水平直线和竖直直线最终是由矩形件的放置位置确定，其表征了矩形件的放置位置。
因为横向直线和纵向直线是表征矩形定位部边缘的直线，在不考虑图像处理误差等因素的情况下，横向直线和纵向直线能够直接由定位部边缘确定。
而第一交点坐标由横向直线和竖直直线确定，第二交点坐标由竖向直线和水平指向确定，结合前述的分析，可以推算得到：如果第一交点的纵坐标和相邻正外接矩形顶点的纵坐标差别越小，则矩形件相对于矩形定位部的纵向偏位程度越小；如果第二交点的横坐标和相邻正外接矩形顶点的横坐标差别越小，则矩形件相对于矩形定位部的横向偏位程度越小。
也就是说，根据第一交点的坐标、第二交点的坐标和正外接矩形的坐标，即可以判定矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位，以及安装偏位的程度。
采用前述步骤S101-S105，在无需设置标记点的情况下，仅通过对检测图像处理获得的各种数据即可以完成对矩形物安装是否到位的判断，取消了设置参考标记点作为定位基准的步骤、简化了前期准备步骤；同时也避免了因为定位基准设置和识别位置偏差造成的问题。
如前文分析中，在判断矩形件相对于矩形定位部是否偏位时，需要考虑横向和纵向两个方向的偏位。本申请实施例中，针对横向偏位和纵向偏位的判断方法分别如下。
图4是本申请一个实施例提供的判断矩形件是否纵向安装偏位的流程图。如图4所示，判断纵向安装是否偏位的步骤包括S201-S205。
应当注意的是，执行步骤S201-S205的前提是步骤S102中确定的横向直线为多个，也就是横向直线数量至少为3个。实际应用中，可以根据实验和经验确定需要的横向直线的第一预设数量，只有在步骤S102确定的横向直线数量大于或者等于第一预设数量时才能执行步骤S201-S205；如果横向直线数量小于第一预设数量，可以进行报错处理。
S201：计算各个第一交点的纵坐标与临近的正外接矩形顶点的纵坐标的差值，作为纵向差值。
步骤S201中，首先根据第一交点的纵坐标，确定正外接矩形中相邻顶点的纵坐标，随后将第一交点的纵坐标和相邻顶点纵坐标相减，确定二者的纵向差值；例如，针对C点，可以求取其与邻近的F点或者H点的纵坐标差值，作为纵向差值；针对B点，可以求取其与邻近的G点或者I点的纵坐标差值，作为纵向差值。
应当注意的是，步骤S201执行后，每个第一交点分别对应一个纵向差值。
S202：统计位于第一预设范围内的纵向差值数量，作为第一数量。
S203：判断第一数量是否小于第一设定数量；若是，执行S204；若否，执行S205。
步骤S202中的第一预设范围是根据前文中的图像处理算法特性、矩形定位部尺寸特性设定的一预设范围。
S204：判定矩形件相对于矩形定位部纵向安装偏位。
S205：判断矩形件相对于矩形定位部纵向安装到位。
如果矩形件相对于矩形定位部纵向偏位很小(也就是没有偏位)，则第一交点的纵坐标和相邻顶点纵坐标的差值位于第一预设范围内的数量较多，而位于第一预设范围外的纵坐标差值数量较少。
反向地推理，如果矩形件相对于矩形定位部的纵向偏差较大(出现偏位)，则第一交点的纵坐标和相邻顶点纵坐标的差值位于第一预设范围内的数量较少，而位于第一预设范围内的纵坐标差值数量较多。
本申请实施例中，可以设定第一设定数量作为一判断标准，判定矩形件相对于矩形定位部是否纵向安装偏位，继而确定是执行S204还是执行S205。
本申请实施例具体应用中，第一设定数量可以根据经验和实际测试确定；其中，优选将第一设定数量设置为第一交点数量的一半。
类似前述判断矩形件是否纵向安装偏位的流程，判断矩形件会否横向安装偏位的流程包括步骤S301-S305。执行步骤S301-S305的前提是步骤S102中确定的纵向直线为多个。实际应用中，可以在纵向直线的数量大于或等于第二预设数量偏差时，才能执行步骤S301-S305；如果纵向直线的数量小于第二预设数量，进行报错处理。
S301：计算各个第二交点的横坐标与临近的正外接矩形顶点的横坐标的差值，作为横向差值。例如，针对D点，可以求取其与邻近的F点或者G点的横坐标差值，作为横向差值；针对E点，可以求取其与邻近的H点或者I点的横坐标差值，作为横向差值。
步骤S301中，首先根据第二交点的纵坐标，确定正外接矩形中相邻顶点的横坐标，随后将第二交点的横坐标和相邻顶点横纵坐标相减，确定二者的横向差值。
应当注意的是，步骤S301执行后，每个第二交点分别对应一个横向差值。
S302：统计位于第二预设范围内的纵向差值数量，作为第二数量。
S303：判断第二数量是否小于第二设定数量；若是，执行S304；若否，执行S305。
步骤S302中的第二预设范围是根据前文中的图像处理算法特性、矩形定位部尺寸特性设定的一预设范围。
S304：判定矩形件相对于矩形定位部横向安装偏位。
S305：判断矩形件相对于矩形定位部横向安装到位。
本申请实施例具体应用中，第二设定数量可以根据经验和实际测试确定；其中，优选将第二设定数量设置为第二交点数量的一半。
在本申请实施例其他应用中，如果横向直线和竖向直线的数量仅为两个，也可以采用如下方法确定矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
以判断是否纵向安装偏位为例，首先判断两个第一交点与相邻正外接矩形顶点的纵坐标差值，求取两个纵坐标差值的平均值；判断纵向坐标差值平均值是否小于一预设阈值；如果纵向坐标差值平均值小于预设阈值，则判定矩形件相对于矩形定位部在纵向方向没有安装偏位；而如果纵向坐标差值平均值大于预设阈值，则判定矩形件相对于矩形定位部在纵向方向安装偏位。
如果判断是否横向偏位，则是求取两个第二交点与相邻正外接矩形顶点的横坐标差值，求取两个纵坐标差值的平均值，并根据纵坐标差值的平均值和另一预设阈值判断是否出现横向偏位。
本申请实施例中，除了包括前述的步骤S101-S105的判断步骤外，判断矩形件是否安装偏位的方法还可以包括步骤S106-S108；实际应用中步骤S106-S108在步骤S103之前执行。
S106：处理检测图像，获取矩形件的斜外接矩形。
矩形件的斜外接矩形是倾斜方向和矩形件的倾斜方向相同，并且包含矩形件的矩形。理想情况下，斜外接矩形即为矩形件所在的外接矩形，也就还是标号11的框所在的矩形。
S107：根据正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角。
考虑实际应用中，矩形件不会放置的过偏，可以确定正外接矩形的第一对角线和斜外接矩形的第二对角线是一对朝向基本相同的对角线。
如图3所示，第一对角线为标号16的对角线，第二对角线是标号17的对角线。
S108：根据第一对角线倾角和第二对角线倾角，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
步骤S108中，根据正外接矩形的第一对角线倾角和斜外接矩形的第二对角线倾角，判断矩形件是否安装偏位，是根据以正外接矩形的第一对角线倾角为基础确定一倾角范围，判断斜外接矩形的第一对角线倾角是否在前述倾角范围内。如果在前述倾角范围内，则判定矩形件并没有安装偏位；而如果没有在前述倾角范围内，则判定矩形件安装偏位。
采用前述的步骤S106-S108后，可以快速地根据两个对角线倾角快速地筛选出已经安装偏位的矩形件，对此类矩形件不再执行步骤S103-S105步骤判断，减小后续执行步骤再进行安装是否偏位判断造成的运算资源浪费，提高数据处理效率。
应该理解的是，虽然图2和图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤或者其中的一些分步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。
除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2和图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行。
除了提供前述的矩形件安装偏位的判定方法外，本申请还提供一种矩形件安装偏位的判定装置。图5是本申请实施例提供的矩形件安装偏位判断装置的结构示意图，如图5所示，矩形件安装偏位判定装置包括图像获取单元21、图像处理单元22、直线计算单元23、交点确定单元24和安装偏位判断单元25。
图像获取单元21用于获取拍摄主件而形成的检测图像；主件上设置有定位矩形件的矩形定位部，并且主件上已经安装了矩形件。
图像获取单元21获取检测图像可以是获取工业检测相机生成的检测图像，也可以是获取存储在存储器上的检测图像，本申请实施例并不做特别地限定。
图像处理单元22用于对检测图像进行处理，得到表征矩形件位置的正外接矩形，以及表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线。
实际应用中，图像处理处理设备首先对检测图像进行预处理，以获得尽可能的体现矩形件和矩形定位部边缘信息的中间图像。计算机设备执行的预处理步骤可以包括增加图像的对比度、图像的二值化和去噪。其中增加图像的对比度的方法可以是执行gamma变换；图像的二值化可以使采用canny算法进行二值化；图像去噪可以采用既保留图像中的部件边缘性信息，又可以去除图像中噪声的滤波器对二值化图像进行处理。
预处理步骤中的各种参数可以动态地调整，以确保检测出正外接矩形、横向直线和纵向直线。实际应用中，如果经过尽可能地动态调整后，仍然无法确定正外接矩形、横向直线和纵向直线之一，图像处理单元22可以执行报错处理或者放弃对此检测图像的处理。
本申请实施例中，图像处理单元22可以采用已有的算法确定矩形件的正外接矩形，例如可以采用OpenCV中的标准算法确定正外接矩形。本申请实施例一些应用中，用于表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线均为多条。如前，因为矩形定位部大部分均被矩形件覆盖，所以无法采用前述确定矩形件的正外接矩形的方法确定横向直线和纵向直线。本申请实施例中，图像处理单元22可以采用霍夫变换方法，对前文中预处理后的检测图像进行处理，获得多个横向直线和纵向直线。
直线计算单元23用于根据正外接矩形确定水平直线和竖直直线；水平直线和竖直直线均为经过正外接矩形中心点的直线。
本申请实施例中，直线计算单元23可以根据正外接矩形的一个顶点坐标和其长度、宽度确定正外接矩形的中心。例如，正外接矩形的一个坐标数值较小的顶点坐标为(x，y)，其长度为h，宽度为w，则其中心坐标为
Figure GDA0003738986060000151
本申请实施例应用中，也可以根据两个相对的顶点坐标确定中心坐标。例如，正外接矩形的两个相对的顶点坐标为(x1，y1)和(x2，y2)，则其中心坐标为
Figure GDA0003738986060000152
直线计算单元23计算经过正外接矩形中心的水平直线和竖直直线，即是以正外接矩形中心的横坐标确定竖直直线，以正外接矩形中心的纵坐标确定水平直线。
交点确定单元24用于计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；第一交点为横向直线与竖直直线的交点，第二交点为纵向直线与水平直线的交点。
因为横向直线为大体为水平设置的直线，纵向直线大体为竖向设置的直线，则可以确定横向直线和竖直直线均具有一第一交点，纵向直线与水平直线均具有一第二交点。
安装偏位判断单元25用于根据第一交点的坐标、第二交点的坐标和正外接矩形的顶点坐标，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
本申请实施例提供的安装偏位判断装置，交点确定装置确定了第一交点和第二交点，其中第一交点坐标由横向直线和竖直直线确定，第二交点坐标由竖向直线和水平指向确定。如果第一交点的纵坐标和相邻正外接矩形顶点的纵坐标差别越小，则矩形件相对于矩形定位部的纵向偏位程度越小；如果第二交点的横坐标和相邻正外接矩形顶点的横坐标差别越小，则矩形件相对于矩形定位部的横向偏位程度越小。
也就是说，根据第一交点的坐标、第二交点的坐标和正外接矩形的坐标，即可以判定矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位，以及安装偏位的程度。
采用本申请实施例提供的安装偏位判断装置，在无需设置标记点的情况下，仅通过对检测图像处理获得的各种数据即可以完成对矩形物安装是否到位的判断，取消了设置参考标记点作为定位基准的步骤、简化了前期准备步骤；同时也避免了因为定位基准设置和识别位置偏差造成的问题。
本申请实施例中，在横向直线的数量为多个的情况下，安装偏位判断单元25可以包括差值确定子单元、统计子单元和判断子单元。
差值确定子单元用于计算各个第一交点纵坐标与正外接矩形中相邻顶点纵坐标的纵向差值。
具体的，差值确定子单元首先根据第一交点的纵坐标，确定正外接矩形中相邻顶点的纵坐标，随后将第一交点的纵坐标和相邻顶点纵坐标相减，确定二者的纵向差值。经过差值确定子单元处理后，每个第一交点分别对应一个纵向差值。
统计子单元用于统计位于第一预设范围内的纵坐标差值数量，作为第一数量。
判断子单元用于在第一数量小于第一设定数量的情况下判定矩形件相对于矩形定位部纵向安装偏位，以及在第一数量大于第一设定数量的情况下判定矩形件相对于矩形定位部在纵向方向没有安装偏位。
本申请实施例中，在纵向直线的数量为多个的情况下，安装偏位判断单元25中的各个子单元还可以执行如下操作：
差值确定子单元还用于计算各个第二交点的横坐标与临近的正外接矩形顶点的横坐标的差值，作为横向差值。
统计子单元还用于统计位于第二预设范围内的纵向差值数量，作为第二数量。
判断子单元还用于在第二数量小于第二设定数量的情况下判定矩形件相对于矩形定位部横向安装偏位，以及在第二数量大于第二设定数量的情况下判定矩形件相对于矩形定位部在横向方向没有安装偏位。
在本申请实施例其他应用中，如果横向直线和竖向直线的数量仅为两个，差值确定单元还可以采下述方法确定矩形件相对于矩形定位部是否偏位。
以判断是否纵向安装偏位为例，首先判断两个第一交点与相邻正外接矩形顶点的纵坐标差值，求取两个纵坐标差值的平均值；判断纵向坐标差值平均值是否小于一预设阈值；如果纵向坐标差值平均值小于预设阈值，则判定矩形件相对于矩形定位部在纵向方向没有安装偏位；而如果纵向坐标差值平均值大于预设阈值，则判定矩形件相对于矩形定位部在纵向方向安装偏位。
如果判断是否横向偏位，则是求取两个第二交点与相邻正外接矩形顶点的横坐标差值，求取两个纵坐标差值的平均值，并根据纵坐标差值的平均值和另一预设阈值判断是否出现横向偏位。
本申请实施例中一些应用中，矩形件安装偏位的判断装置中的图像处理单元22还可以处理检测图像，获取表征矩形件位置的斜外接矩形。
此外，矩形件安装偏位的判断装置还可以包括倾角计算单元，根据正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角。考虑实际应用中，矩形件不会放置的过偏，可以确定正外接矩形的第一对角线和斜外接矩形的第二对角线是一对朝向基本相同的对角线。
安装偏位判断单元25还可以用于根据正外接矩形的第一对角线倾角和斜外接矩形的第一对角线倾角，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
本申请具体该应用中，安装偏位判断单元25根据正外接矩形的第一对角线倾角和第二对角线倾角，判断矩形件是否安装偏位，是根据第一对角线倾角为基础确定一允许倾角范围，随后判断第二对角线倾角是否在前述允许倾角范围内。如果在前述倾角范围内，则判定矩形件并没有安装偏位；而如果没有在前述倾角范围内，则判定矩形件安装偏位。
本申请实施例具体该应用中，通过对正外接矩形和斜外接矩形的倾角可以快速地筛选出已经安装偏位的矩形件，对此类矩形件不再进行坐标计算和比较判断步骤，减小执行此类步骤造成的运算资源浪费，提高数据处理效率。
本申请实施例提供的矩形件安装偏位的判定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本申请实施例还提供一种计算机设备。图6是本申请一个实施例提供的计算机设备结构示意图。如图6所示，计算机设备包括通过系统总线34连接的处理器31、存储器32和通信接口33。
该计算机设备的处理器31用于提供计算和控制能力，存储器32包括非易失性存储介质、内存储器32。
该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器32为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。非易失性存储器32可包括只读存储器32(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器32等。易失性存储器32可包括随机存取存储器32(Random Access Memory，RAM)或者外部高速缓冲存储器32。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，比如静态随机存取存储器32(Static Random AccessMemory，SRAM)和动态随机存取存储器32(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等
在必要的情况下，该计算机设备的数据库用于存储检测图像数据。该计算机设备的通信接口33用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器31执行时以实现如下步骤。
S401：获取拍摄主件而形成的检测图像。
S402：对检测图像进行处理，得到表征矩形件位置的正外接矩形，以及表征矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线。
S403：根据正外接矩形确定水平直线和竖直直线；水平直线和竖直直线均为经过正外接矩形中心的直线。
S404：计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；第一交点为横向直线与竖直直线的交点，第二交点为纵向直线与水平直线的交点。
S405：根据第一交点的坐标、第二交点的坐标和正外接矩形的顶点坐标，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
在处理器31执行前述方法时，在无需设置标记点的情况下，仅通过对检测图像处理获得的各种数据即可以完成对矩形物安装是否到位的判断，取消了设置参考标记点作为定位基准的步骤、简化了前期准备步骤；同时也避免了因为定位基准设置和识别位置偏差造成的问题。
在本申请实施例具体应用中，处理器31执行计算机程序还还可以实现步骤S501-S505。
S501：计算各个第一交点的纵坐标与临近的正外接矩形顶点的纵坐标的差值，作为纵向差值。
S502：统计位于第一预设范围内的纵向差值的数量，作为第一数量。
S503：判断第一数量是否小于第一设定数量；若是，执行S504；若否，执行S505。
S504：判断矩形件相对于矩形定位部纵向安装偏位。
S505：判断矩形件相对于矩形定位部纵向安装到位。
在本申请实施例具体应用中，处理器31执行计算机程序还还可以实现步骤S601-S605。
S601：计算各个第二交点的横坐标与临近的正外接矩形顶点的横坐标的差值，作为横向差值。
S602：统计位于第二预设范围内的横向差值的数量，作为第二数量。
S603：判断第二数量是否小于第二设定数量；若是，执行S604；若否，执行S605。
S604：判断矩形件相对于矩形定位部纵向安装偏位。
S605：判断矩形件相对于矩形定位部纵向安装到位。
应当注意的是，处理器31执行前述S501-S505的前提是横向直线的数量为多个，处理器31执行前述S601-S605的前提是纵向直线的数量为多个。
在本申请实施例具体应用中，处理器31执行计算机程序还还可以实现步骤S406-S408。步骤S406-S408在步骤S403之前执行。
S406：处理检测图像，获取矩形件的斜外接矩形。
S407：根据正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角。
S408：根据第一对角线倾角和第二对角线倾角，判断矩形件相对于矩形定位部是否安装偏位。
采用步骤S406-S408可以快速地根据两个对角线倾角快速地筛选出已经安装偏位的矩形件，对此类矩形件不再执行步骤S403-S405步骤判断，减小后续执行步骤再进行安装是否偏位判断造成的运算资源浪费，提高数据处理效率。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时可以实现如前文方法实施例的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种矩形件安装偏位的判定方法，其特征在于，包括：
获取检测图像；所述检测图像是包括矩形件信息和定位所述矩形件的矩形定位部信息；
对所述检测图像进行处理，得到表征所述矩形件位置的正外接矩形，以及表征所述矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线；
根据所述正外接矩形确定水平直线和竖直直线；所述水平直线和所述竖直直线均为经过所述正外接矩形中心的直线；
计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；所述第一交点为所述横向直线与所述竖直直线的交点，所述第二交点为所述纵向直线与所述水平直线的交点；
根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
2.根据权利要求1所述矩形件安装偏位的判定方法，其特征在于，表征所述矩形定位部边缘的所述横向直线为多条；
根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位，包括：
计算各个所述第一交点的纵坐标与临近的所述正外接矩形顶点的纵坐标的差值，作为纵向差值；
统计位于第一预设范围内的所述纵向差值的数量，作为第一数量；
判断所述第一数量是否小于第一设定数量；
若是，判定所述矩形件相对于所述矩形定位部纵向安装偏位。
3.根据权利要求1所述矩形件安装偏位的判定方法，其特征在于，表征所述矩形定位部边缘的所述纵向直线为多条；
根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位，包括：
计算各个所述第二交点的横坐标与临近的所述正外接矩形顶点的横坐标的差值，作为横向差值；
统计位于第二预设范围内的所述横向差值的数量，作为第二数量；
判断所述第二数量是否小于第二设定数量；
若是，判定所述矩形件相对于所述矩形定位部横向安装偏位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的矩形件安装偏位的判定方法，其特征在于，
计算第一交点的坐标和第二交点的坐标，包括：
在判定所述横向直线的数量大于第一预设数量的情况下，计算所述第一交点的坐标；和/或，
在判定所述纵向直线的数量大于第二预设数量的情况下，计算所述第二交点的坐标。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的矩形件安装偏位的判定方法，其特征在于，
对所述检测图像进行处理还包括：得到表征所述矩形件位置的斜外接矩形；
所述方法还包括：根据所述正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据所述斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角；
根据所述第一对角线倾角和所述第二对角线倾角，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
6.根据权利要求5所述的矩形件安装偏位的判定方法，其特征在于，根据所述第一对角线倾角和所述第二对角线倾角，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位，包括：
根据所述第一对角线倾角确定允许倾角范围；
判断所述第二对角线倾角是否在允许倾角范围内；
若否，判定所述矩形件相对于所述矩形定位部安装偏位。
7.一种矩形件安装偏位的判定装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于获取检测图像；所述检测图像是包括矩形件信息和定位所述矩形件的矩形定位部信息；
图像处理单元，用于对所述检测图像进行处理，得到表征所述矩形件位置的正外接矩形，以及表征所述矩形定位部边缘的横向直线和纵向直线；
直线计算单元，用于根据所述正外接矩形确定水平直线和竖直直线；所述水平直线和所述竖直直线均为经过所述正外接矩形中心点的直线；
交点确定单元，用于计算第一交点的坐标和第二交点的坐标；所述第一交点为所述横向直线与所述竖直直线的交点，所述第二交点为所述纵向直线与所述水平直线的交点；
安装偏位判断单元，用于根据所述第一交点的坐标、所述第二交点的坐标和所述正外接矩形的顶点坐标，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
8.根据权利要求7所述矩形件安装偏位的判定装置，其特征在于，
所述图像处理单元还用于，对所述检测图像进行处理而得到表征所述矩形件位置的斜外接矩形；
所述装置还包括倾角计算单元；所述倾角计算单元用于根据所述正外接矩形的顶点坐标计算第一对角线倾角，以及根据所述斜外接矩形的顶点坐标计算第二对角线倾角；
所述安装偏位判断单元还用于根据所述第一对角线倾角和所述第二对角线倾角，判断所述矩形件相对于所述矩形定位部是否安装偏位。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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