CN113012225A - 一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，属于视觉定位领域，涉及最小外接矩形框技术，通过图像获取模块对物料图像进行获取；补偿判断模块对获取的物料图像进行补偿判断；以及内边补偿模块对需要补偿的物料图像进行补偿；角度旋转模块对内边补偿模块或补偿判断模块发送的物料图像或补偿物料图像进行旋转；快速定位模块完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。通过补偿的方式将内边消除，弥补成为完全外边的方式，减小了确定最小外接矩形框的难度。通过利用外边或补边的数量进行旋转，避免了按照角度进行旋转的次数，减小了最小外边矩形框定位的工作难度与工作量。

Description

一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法

技术领域

本发明属于视觉定位领域，涉及最小外接矩形框技术，具体是一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法。

背景技术

最小外接矩形是指以二维坐标表示的若干二维形状(例如点、直线、多边形)的最大范围，即以给定的二维形状各顶点中的最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标、最小纵坐标定下边界的矩形。这样的一个矩形包含给定的二维形状，且边与坐标轴平行。最小外接矩形是最小外接框的二维形式。

发明内容

本发明提供了一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，包括图像获取模块、补偿判断模块、内边补偿模块、角度旋转模块、快速定位模块以及光源模块；

所述光源模块用于辅助获取物料图像，具体的，所述图像获取模块获取物料图像的过程包括以下：

当物料经过色选机进行筛选时，光源模块发射平行光，平行光穿过物料，在图像获取模块中投影出投影图像；

所述图像获取模块获取投影图像后，对投影图像进行去除噪声、增强得到物料图像，所述物料图像为多边形；

图像获取模块将物料图像发送至补偿判断模块，所述补偿判断模块对物料图像是否需要补偿进行判断，具体的，所述补偿判断模块判断的过程包括以下：

当补偿判断模块接收到图像获取模块发送的物料图像后，确定物料图像的外边与内边的个数，并分别记录外边个数为Sw，内边个数为Sn；

当内边个数Sn＝0时，补偿判断模块判断物料图像不需要进行补偿，补偿判断模块将物料图像直接发送至角度旋转模块；

当内边个数Sn>0时，补偿判断模块判断物料图像需要进行补偿，补偿判断模块将物料图像发送至内边补偿模块；

所述内边补偿模块用于对补偿判断模块发送的物料图像进行内边补偿，具体的，所述内边补偿模块对物料图像进行内部补偿的过程包括以下步骤：

内边补偿模块接收到补偿判断模块发送的物料图像后，分别获取物料图像的每条内边的位置；

当所有内边为依次连接时，获取两条边缘内边与外边的交点，并将两个交点进行连接，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；

当内边存在间隔连接时，获取依次连接内边的两条边缘内边与外边的交点，并将两个交点进行连接，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与所有补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；

所述角度旋转模块用于对内边补偿模块或补偿判断模块发送的物料图像或补偿物料图像进行旋转，具体的，角度旋转模块对物料图像或补偿物料图像进行旋转的过程包括以下步骤：

角度旋转模块接收到物料图像或补偿物料图像后，获取物料图像或补偿物料图像的外边或补边；

对物料图像或补偿物料图像的外边或补边进行依次标记，分别标记为Bi，其中i表示外边与补边的数量之和，i为正整数，i＝1,2……n；

随机选取一条外边或者补边，以外边或补边为底，获取物料图像或补偿物料图像的外接矩形，并计算出外接矩形的面积，将外接矩形的面积标记为SBi；依次进行旋转，获取对应的外接矩形的面积；

对外接矩形的面积SBi进行升序排列，将排在第一位的SBi以及对应的外边或补边发送至快速定位模块；

快速定位模块接收到排在第一位的SBi以及对应的外边或补边后，定位至对应的外边或补边，完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。

其中，外边的定义为：一条凹多边形的边如果在其对应的凸包上，则称其为外边。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设定有内边补偿模块，内边补偿模块用于对补偿判断模块发送的物料图像进行内边补偿，内边补偿模块接收到补偿判断模块发送的物料图像后，分别获取物料图像的每条内边的位置；当所有内边为依次连接时，获取两条边缘内边与外边的交点，并将两个交点进行连接，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；当内边存在间隔连接时，获取依次连接内边的两条边缘内边与外边的交点，并将两个交点进行连接，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与所有补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；通过补偿的方式将内边消除，弥补成为完全外边的方式，减小了确定最小外接矩形框的难度。

2、本发明设置有角度旋转模块，角度旋转模块用于对内边补偿模块或补偿判断模块发送的物料图像或补偿物料图像进行旋转，角度旋转模块接收到物料图像或补偿物料图像后，获取物料图像或补偿物料图像的外边或补边；料图像或补偿物料图像的外边或补边进行依次标记，分别标记为Bi，随机选取一条外边或者补边，以外边或补边为底，获取物料图像或补偿物料图像的外接矩形，并计算出外接矩形的面积，将外接矩形的面积标记为SBi；对外接矩形的面积SBi进行升序排列，将排在第一位的SBi以及对应的外边或补边发送至快速定位模块；快速定位模块接收到排在第一位的SBi以及对应的外边或补边后，定位至对应的外边或补边，完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。通过利用外边或补边的数量进行旋转，避免了按照角度进行旋转的次数，减小了最小外边矩形框定位的工作难度与工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，包括图像获取模块、补偿判断模块、内边补偿模块、角度旋转模块、快速定位模块以及光源模块；

所述光源模块用于辅助获取物料图像，具体的，所述图像获取模块获取物料图像的过程包括以下：

当物料经过色选机进行筛选时，光源模块发射平行光，平行光穿过物料，在图像获取模块中投影出投影图像；

所述图像获取模块获取投影图像后，对投影图像进行去除噪声、增强得到物料图像，所述物料图像为多边形；

图像获取模块将物料图像发送至补偿判断模块，所述补偿判断模块对物料图像是否需要补偿进行判断，具体的，所述补偿判断模块判断的过程包括以下：

当补偿判断模块接收到图像获取模块发送的物料图像后，确定物料图像的外边与内边的个数，并分别记录外边个数为Sw，内边个数为Sn；

当内边个数Sn＝0时，补偿判断模块判断物料图像不需要进行补偿，补偿判断模块将物料图像直接发送至角度旋转模块；

所述角度旋转模块用于对补偿判断模块发送的物料图像进行旋转，具体的，角度旋转模块对物料图像进行旋转的过程包括以下步骤：

角度旋转模块接收到物料图像后，获取物料图像的外边；

对物料图像或补偿物料图像的外边进行依次标记，分别标记为Bi，其中i表示外边的数量之和，i为正整数，i＝1,2……n；

随机选取一条外边，以外边为底，获取物料图像的外接矩形，并计算出外接矩形的面积，将外接矩形的面积标记为SBi；依次进行旋转，获取对应的外接矩形的面积；

对外接矩形的面积SBi进行升序排列，将排在第一位的SBi以及对应的外边发送至快速定位模块；

快速定位模块接收到排在第一位的SBi以及对应的外边后，定位至对应的外边，完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。

实施例2：

如图1所示，一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，包括图像获取模块、补偿判断模块、内边补偿模块、角度旋转模块、快速定位模块以及光源模块；

所述光源模块用于辅助获取物料图像，具体的，所述图像获取模块获取物料图像的过程包括以下：

当物料经过色选机进行筛选时，光源模块发射平行光，平行光穿过物料，在图像获取模块中投影出投影图像；

所述图像获取模块获取投影图像后，对投影图像进行去除噪声、增强得到物料图像，所述物料图像为多边形；

图像获取模块将物料图像发送至补偿判断模块，所述补偿判断模块对物料图像是否需要补偿进行判断，具体的，所述补偿判断模块判断的过程包括以下：

当补偿判断模块接收到图像获取模块发送的物料图像后，确定物料图像的外边与内边的个数，并分别记录外边个数为Sw，内边个数为Sn；

当内边个数Sn>0时，补偿判断模块判断物料图像需要进行补偿，补偿判断模块将物料图像发送至内边补偿模块；

所述内边补偿模块用于对补偿判断模块发送的物料图像进行内边补偿，具体的，所述内边补偿模块对物料图像进行内部补偿的过程包括以下步骤：

内边补偿模块接收到补偿判断模块发送的物料图像后，分别获取物料图像的每条内边的位置；

当所有内边为依次连接时，获取两条边缘内边与外边的交点，并将两个交点进行连接，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；

当内边存在间隔连接时，获取依次连接内边的两条边缘内边与外边的交点，并将两个交点进行连接，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与所有补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；

所述角度旋转模块用于对补偿判断模块发送的补偿物料图像进行旋转，具体的，角度旋转模块对补偿物料图像进行旋转的过程包括以下步骤：

角度旋转模块接收到补偿物料图像后，获取补偿物料图像的外边或补边；

对补偿物料图像的外边或补边进行依次标记，分别标记为Bi，其中i表示外边与补边的数量之和，i为正整数，i＝1,2……n；

随机选取一条外边或者补边，以外边或补边为底，获取物料图像或补偿物料图像的外接矩形，并计算出外接矩形的面积，将外接矩形的面积标记为SBi；依次进行旋转，获取对应的外接矩形的面积；

对外接矩形的面积SBi进行升序排列，将排在第一位的SBi以及对应的外边或补边发送至快速定位模块；

快速定位模块接收到排在第一位的SBi以及对应的外边或补边后，定位至对应的外边或补边，完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。

其中，外边的定义为：一条凹多边形的边如果在其对应的凸包上，则称其为外边。

内边的定义为：一条凹多边形的边如果不在其对应的凸包上，则称其为外边。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：图像获取模块对物料图像进行获取；补偿判断模块对获取的物料图像进行补偿判断；以及内边补偿模块对需要补偿的物料图像进行补偿；角度旋转模块对内边补偿模块或补偿判断模块发送的物料图像或补偿物料图像进行旋转；快速定位模块完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。通过补偿的方式将内边消除，弥补成为完全外边的方式，减小了确定最小外接矩形框的难度。通过利用外边或补边的数量进行旋转，避免了按照角度进行旋转的次数，减小了最小外边矩形框定位的工作难度与工作量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，其特征在于，具体的色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法包括以下步骤：

步骤一：图像获取模块对物料图像进行获取；

步骤二：补偿判断模块对获取的物料图像进行补偿判断；以及内边补偿模块对需要补偿的物料图像进行补偿；

步骤三：角度旋转模块对内边补偿模块或补偿判断模块发送的物料图像或补偿物料图像进行旋转；

步骤四：快速定位模块完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。

2.根据权利要求1所述的一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，其特征在于，所述图像获取模块获取物料图像的过程包括以下：

当物料经过色选机进行筛选时，光源模块发射平行光，平行光穿过物料，在图像获取模块中投影出投影图像；图像获取模块对投影图像进行去除噪声、增强得到物料图像。

3.根据权利要求1所述的一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，其特征在于，所述补偿判断模块对物料图像是否需要补偿进行判断，所述补偿判断模块判断的过程包括以下：

当补偿判断模块接收到图像获取模块发送的物料图像后，确定物料图像的外边与内边的个数，并分别记录外边个数为Sw，内边个数为Sn；

当内边个数Sn＝0时，补偿判断模块判断物料图像不需要进行补偿，补偿判断模块将物料图像直接发送至角度旋转模块；

当内边个数Sn>0时，补偿判断模块判断物料图像需要进行补偿，补偿判断模块将物料图像发送至内边补偿模块。

4.根据权利要求1所述的一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，其特征在于，所述内边补偿模块用于对补偿判断模块发送的物料图像进行内边补偿，包括以下步骤：

当所有内边为依次连接时，获取两条边缘内边与外边的交点，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块；

当内边存在间隔连接时，获取依次连接内边的两条边缘内边与外边的交点，将两个交点之间的连线定义为补边；将所有外边与所有补边围成的图形标记为补偿物料图像，内边补偿模块将补偿物料图像发送至角度旋转模块。

5.根据权利要求1所述的一种色选机物料图像的最小外接矩形框的快速定位方法，其特征在于，所述角度旋转模块用于对内边补偿模块或补偿判断模块发送的物料图像或补偿物料图像进行旋转，具体的包括以下步骤：

角度旋转模块获取物料图像或补偿物料图像的外边或补边；

对物料图像或补偿物料图像的外边或补边进行依次标记，分别标记为Bi；

随机选取一条外边或者补边，以外边或补边为底，获取物料图像或补偿物料图像的外接矩形，并计算出外接矩形的面积，将外接矩形的面积标记为SBi；依次进行旋转，获取对应的外接矩形的面积；

对外接矩形的面积SBi进行升序排列，将排在第一位的SBi以及对应的外边或补边发送至快速定位模块；

快速定位模块接收到排在第一位的SBi以及对应的外边或补边后，定位至对应的外边或补边，完成对物料图像的最小外接矩形框的快速定位。

Images