CN113267143B - 边模识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预制构件生产技术领域，具体涉及一种边模识别方法。边模识别方法包括以下步骤：在模台上的若干边模的各个角处放置可拆卸的第一标记物；通过影像采集装置采集第一标记物的位置；以模台上的一个点为原点，识别第一标记物上的一个点的坐标；根据若干第一标记物上的一个点的坐标拟合出若干边模围成的布料空间的轮廓。本发明在边模的各个角处放置第一标记物，在拟合布料空间的轮廓后可将第一标记物拆卸下来，然后通过布料机进行布料，第一标记物可以重复利用，不会被浆料污染，维护方便；通过边模的各个角的坐标拟合布料空间的轮廓来识别边模的方法更简单，适用于边模上有缺口或构件内部有窗口的情况。

Description

边模识别方法

技术领域

本发明涉及预制构件生产技术领域，具体涉及一种边模识别方法。

背景技术

在混凝土预制件的生产过程中，有两个重要的环节，其为摆边模和布料。具体如下：在模台上放置多个边模，边模之间围成一个四周封闭的空间，随后布料机在该封闭空间上方运动，将水泥物料灌入该空间中，最终成型后即得到想要的PC构件。

目前，PC工厂大多是人工进行布料，而使用智能布料的工厂占比很小。制约目前智能布料推广的原因有如下两点：一、现有的智能布料需要采用PMES系统，该系统需要由人工将构件图纸画好，然后导入到系统中，布料时，布料机通过读取该系统中的数据进行布料，并且工人也需要根据该系统中的数据，进行构件边模的摆放，所以该过程比较繁琐；二、该系统价格昂贵，很多工厂并不具备。所以，目前急需一套能够更好的服务智能布料的系统方案。

现有技术中提供了一种砼构件生产线上自动识别边模围合空间并精准布料的方法，该方法包括以下步骤：1、根据构件生产要求，在砼构件生产线模台上，摆放中间位置带长方形反光材料标识带的边模；2、在特定工位，用摄像机进行采图，利用视觉技术，计算边模围合空间坐标；3、将坐标数据传输给布料机，进行布料。但是，上述方法无法适用于边模上有缺口或构件内部有窗口的情况，使用范围窄，且在边模上固定设置反光标识带，布料时，浆料溢出容易污染反光标识带，再次使用时需要清理发光带上的浆料，清理比较麻烦，后期维护困难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种边模识别方法，以解决现有技术中在边模上固定设置反光标识带识别边模位置造成后期维护困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种边模识别方法，包括以下步骤：在模台上的若干边模的各个角处放置可拆卸的第一标记物；通过影像采集装置采集第一标记物的位置；以模台上的一个点为原点，识别第一标记物上的一个点的坐标；根据若干第一标记物上的一个点的坐标拟合出若干边模围成的布料空间的轮廓。

可选地，根据若干第一标记物上的一个点的坐标拟合出若干边模围成的布料空间的轮廓的步骤包括以下步骤：以若干点的坐标中距离原点最近的点为起始点，逆时针或顺时针拟合轮廓，直至最后一个点的闭环为起始点，则认为拟合的轮廓合格，否则退回重新进行识别第一标记物的坐标，再进行拟合。

可选地，在逆时针或顺时针拟合轮廓的步骤中，当两个点的横坐标或纵坐标的差值在预设范围内时，将两个点连线。

可选地，第一标记物上的一个点为第一标记物的中心点；在根据若干第一标记物上的一个点的坐标拟合出若干边模围成的布料空间的轮廓的步骤中，根据第一标记物的中心点的坐标拟合出布料空间的轮廓。

可选地，模台上的一个点为模台上的左下角点。

可选地，模台上的若干边模围成的布料空间为多个时，在根据若干第一标记物上的一个点的坐标拟合出若干边模围成的布料空间的轮廓的步骤之前还包括以下步骤：在相邻的两个布料空间之间放置可拆卸的第二标记物，通过影像采集装置采集第二标记物的位置，识别第二标记物上的一个点的坐标；通过第二标记物上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个布料空间一一对应的多个集合；在根据若干第一标记物上的一个点的坐标拟合出若干边模围成的布料空间的轮廓的步骤中，根据每个集合中的若干点的坐标拟合出每个布料空间的轮廓。

可选地，多个布料空间沿X方向排布，在通过第二标记物上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个布料空间一一对应的多个集合的步骤中，通过比较第一标记物上的一个点的横坐标与第二标记物上的一个点的横坐标划分集合，或者，多个布料空间沿Y方向排布，在通过第二标记物上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个布料空间一一对应的多个集合的步骤中，通过比较第一标记物上一个点的纵坐标与第二标记物上的一个点的纵坐标划分集合。

可选地，第二标记物为矩形块。

可选地，第一标记物为圆形块。

可选地，影像采集装置为相机或摄像机或录像机。

本发明技术方案，具有如下优点：在边模的各个角处放置第一标记物，在拟合布料空间的轮廓后可将第一标记物拆卸下来，然后通过布料机进行布料，第一标记物可以重复利用，不会被浆料污染，维护方便；与现有技术中通过反光标识带的识别边模的方法相比，通过边模的各个角的坐标拟合布料空间的轮廓来识别边模的方法更简单，适用于边模上有缺口或构件内部有窗口的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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示出了本发明的边模识别方法的流程示意图；

图2示出了图1的边模识别方法中的在模台上放置边模的俯视示意图；

图3示出了图2的边模识别方法中的在边模的各个角处放置第一标记物的俯视示意图；

图4示出了图3的边模识别方法中的在两个布料空间直角放置第二标记物的俯视示意图；

图5示出了图4的边模识别方法中的相机拍摄图像的立体示意图。

附图标记说明：

10、模台；20、边模；30、第一标记物；40、第二标记物；50、相机。

具体实施方式

下面将结合附图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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图3所示，本实施例的边模识别方法包括以下步骤：

在模台10上的若干边模20的各个角处放置可拆卸的第一标记物30；

通过影像采集装置采集第一标记物30的位置；

以模台10上的一个点为原点，识别第一标记物30上的一个点的坐标；

根据若干第一标记物30上的一个点的坐标拟合出若干边模20围成的布料空间的轮廓。

应用本实施例的边模识别方法，在边模20的各个角处放置第一标记物30，在拟合布料空间的轮廓后可将第一标记物30拆卸下来，然后通过布料机进行布料，第一标记物30可以重复利用，不会被浆料污染，维护方便；与现有技术中通过反光标识带的识别边模的方法相比，通过边模20的各个角的坐标拟合布料空间的轮廓来识别边模的方法更简单，适用于边模上有缺口或构件内部有窗口的情况。

需要说明的是，将布料空间的轮廓传输给布料机器人，结合布料空间的厚度，可以精确计算出需要布料的单位面积的混凝土重量，进而驱动布料机器人智能布料。

在本实施例中，根据若干第一标记物30上的一个点的坐标拟合出若干边模20围成的布料空间的轮廓的步骤包括以下步骤：以若干点的坐标中距离原点最近的点为起始点，逆时针拟合轮廓，直至最后一个点的闭环为起始点，则认为拟合的轮廓合格，否则退回重新进行识别第一标记物30的坐标，再进行拟合。作为可替换的实施方式，也可以顺时针拟合轮廓。

在本实施例中，在逆时针拟合轮廓的步骤中，当两个点的横坐标或纵坐标的差值在预设范围内时，说明两个点几乎在同一直线上，将两个点连线。例如，两个点的横坐标或纵坐标的差值在10mm以内，此时预设范围为0～10mm。

在本实施例中，第一标记物30上的一个点为第一标记物30的中心点；在根据若干第一标记物30上的一个点的坐标拟合出若干边模20围成的布料空间的轮廓的步骤中，根据第一标记物30的中心点的坐标拟合出布料空间的轮廓。通过若干第一标记物30的中心点来拟合轮廓，中心点便于识别，方法更简单。作为可替换的实施方式，第一标记物30上的一个点也可以为第一标记物30上的其他点，例如，第一标记物30为正方形时，第一标记物30上的一个点为一个角点。

在本实施例中，模台10上的一个点为模台10上的左下角点，使得第一标记物30上的一个点均为正值，便于计算。作为可替换的实施方式，模台10上的一个点为模台10上的右下角点或左上角点等。

在本实施例中，如图4和图5所示，模台10上的若干边模20围成的布料空间为多个时，在根据若干第一标记物30上的一个点的坐标拟合出若干边模20围成的布料空间的轮廓的步骤之前还包括以下步骤：在相邻的两个布料空间之间放置可拆卸的第二标记物40，通过影像采集装置采集第二标记物40的位置，识别第二标记物40上的一个点的坐标；通过第二标记物40上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个布料空间一一对应的多个集合；在根据若干第一标记物30上的一个点的坐标拟合出若干边模20围成的布料空间的轮廓的步骤中，根据每个集合中的若干点的坐标拟合出每个布料空间的轮廓。通过第二标记物40可以将若干第一标记物30上的一个点区别开，进而区分不同的构件。

在本实施例中，多个布料空间沿X方向排布，在通过第二标记物40上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个布料空间一一对应的多个集合的步骤中，通过比较第一标记物30上的一个点的横坐标与第二标记物40上的一个点的横坐标划分集合。以布料空间为两个进行说明，每个布料空间的若干点的坐标形成集合A，当第一标记物30上的中心点的横坐标小于第二标记物40上的一个点的横坐标时，将该第一标记物30上的中心点加入一个集合A中；当第一标记物30上的中心点的横坐标大于第二标记物40上的一个点的横坐标时，将该第一标记物30上的中心点加入另一个集合A中。需要说明的是，X方向为模台的长度方向，模台的长度方向为模台的前进方向或后退方向，模台的左右方向为模台的宽度方向。作为可替换的实施方式，多个布料空间沿Y方向排布，在通过第二标记物40上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个布料空间一一对应的多个集合的步骤中，通过比较第一标记物30上一个点的纵坐标与第二标记物40上的一个点的纵坐标划分集合。

在本实施例中，第二标记物40为矩形块，第二标记物40上的一个点为矩形块的左下角点、右下角点、左上角点或右上角点等。优选地，矩形块为长方形块，长方形块的长边为模台的宽度方向，以长方形块的长边所在的直线作为两个构件的分隔线。具体地，第二标记物40的长为150mm，宽为50mm。作为可替换的实施方式，第二标记物40为圆形块等。

在本实施例中，第一标记物30为圆形块。具体地，圆形块的尺寸为40mm。作为可替换的实施方式，第一标记物30为矩形块等。

在本实施例中，第一标记物30和第二标记物40的底部设有磁性件，磁性件可通过磁力吸在模台或边模上，标记物固定更牢固可靠，防止标记物发生移动的情况，也便于放置或取走标记物。优选地，磁性件为磁铁等。

在本实施例中，影像采集装置为相机50，相机50用于采集图像并将图像上传至计算机。作为可替换的实施方式，影像采集装置为摄像机或录像机等。

下面对边模的轮廓的拟合过程进行说明：

步骤1：以模台的左下角点为原点，通过视觉技术识别出所有第一标记物的中心点的坐标及矩形的第二标记物的一个长边。

步骤2：以第二标记物的长边所在直线为分割线，将所有第一标记物的中心点的坐标分到不同部分，每一部分为一个构件的边模的角点的坐标。

步骤3：将每一构件的角点的坐标单独进行处理，并计为集合A。在集合A中，先找纵向上坐标最小的所有点，在这些点上再找横向上坐标最小的点，以该点作为起始点，将起始点加入集合B中，然后按逆时针找下一个点，在该构件的所有角点的坐标上寻找，当两个点的横坐标或者纵坐标值在误差允许范围内时，说明两点几乎在同一直线上，将两点连线，将找到的那个点加入集合B中，并从A中删除那个点(起始点先不删除)；按照这种方式，继续寻找；直到拟合到最后一个点的闭环为起始点，则认为拟合的轮廓合格，否则退回重新进行识别标记物，再拟合。

步骤4：在步骤3之后，若A中还有剩余点，则继续按步骤3进行拟合，且拟合出的轮廓均属于同一构件的轮廓，其中，剩余点为构件中的窗口的角点，如果窗口设有多个时，拟合轮廓时，从距离起始点较近的点中进行拟合。

步骤5：按照步骤3进行剩下构件的轮廓拟合。

将步骤5拟合出的轮廓数据传输给布料机器人，布料机器人开始工作，轮廓数据可以不通过PMES系统，直接将数据传输给布料机器人，降低成本。

从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、在摆放好边模的模台上，将模台移动至布料工位，在边模的角处摆放好第一标记物，在两个构件之间摆放第二标记物，通过第二标记物来区分不同构件，利用2D相机采集图像并将图像上传至计算机，结合机器视觉技术识别出每个第一标记物的坐标和第二标记物的坐标，对第一标记物和第二标记物进行定位，根据边模轮廓特点，采用逻辑算法拟合出边模的轮廓，最后将轮廓数据按约定的协议格式传输给布料机器人，布料机器人按收到的轮廓数据形成运动轨迹，布料机器人开始布料，进而实现智能布料。

2、识别边模的方法可以摆脱图纸录入系统这一过程，直接通过采集实际图片进行识别边模轮廓位置，在没有图纸的情况下也能检测到边模位置。

3、对于有缺口或孔洞的构件，能够检测出缺口和孔洞的边模位置，识别边模的方法采用安放标记物的方式能够满足绝大多数构件种类的要求，比如构件带缺口、门洞等，均可以正确识别并拟合。

4、标记物可以重复利用，在布料之前将标记物取走，标记物不易被污染，可以防止标记物被污染，便于后期的维护。

5、采用基于视觉识别的方式来检测实际边模的位置，使用简单，成本低，便于智能布料的推广。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种边模识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

在模台(10)上的若干边模(20)的各个角处放置可拆卸的第一标记物(30)；

通过影像采集装置采集所述第一标记物(30)的位置；

以所述模台(10)上的一个点为原点，识别所述第一标记物(30)上的一个点的坐标；

根据若干所述第一标记物(30)上的一个点的坐标拟合出若干所述边模(20)围成的布料空间的轮廓。

2.根据权利要求1所述的边模识别方法，其特征在于，根据若干所述第一标记物(30)上的一个点的坐标拟合出若干所述边模(20)围成的布料空间的轮廓的步骤包括以下步骤：

以若干点的坐标中距离原点最近的点为起始点，逆时针或顺时针拟合轮廓，直至最后一个点的闭环为起始点，则认为拟合的轮廓合格，否则退回重新进行识别所述第一标记物(30)的坐标，再进行拟合。

3.根据权利要求2所述的边模识别方法，其特征在于，在逆时针或顺时针拟合轮廓的步骤中，当两个点的横坐标或纵坐标的差值在预设范围内时，将两个点连线。

4.根据权利要求1所述的边模识别方法，其特征在于，所述第一标记物(30)上的一个点为所述第一标记物(30)的中心点；

在根据若干所述第一标记物(30)上的一个点的坐标拟合出若干所述边模(20)围成的布料空间的轮廓的步骤中，根据所述第一标记物(30)的中心点的坐标拟合出所述布料空间的轮廓。

5.根据权利要求1所述的边模识别方法，其特征在于，所述模台(10)上的一个点为所述模台(10)上的左下角点。

6.根据权利要求1所述的边模识别方法，其特征在于，所述模台(10)上的若干边模(20)围成的布料空间为多个时，

在根据若干所述第一标记物(30)上的一个点的坐标拟合出若干所述边模(20)围成的布料空间的轮廓的步骤之前还包括以下步骤：在相邻的两个所述布料空间之间放置可拆卸的第二标记物(40)，通过影像采集装置采集所述第二标记物(40)的位置，识别所述第二标记物(40)上的一个点的坐标；

通过所述第二标记物(40)上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个所述布料空间一一对应的多个集合；

在根据若干所述第一标记物(30)上的一个点的坐标拟合出若干所述边模(20)围成的布料空间的轮廓的步骤中，根据每个所述集合中的若干点的坐标拟合出每个所述布料空间的轮廓。

7.根据权利要求6所述的边模识别方法，其特征在于，多个所述布料空间沿X方向排布，在通过所述第二标记物(40)上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个所述布料空间一一对应的多个集合的步骤中，通过比较所述第一标记物(30)上的一个点的横坐标与所述第二标记物(40)上的一个点的横坐标划分集合，或者，

多个所述布料空间沿Y方向排布，在通过所述第二标记物(40)上的一个点的坐标将若干点的坐标划分成与多个所述布料空间一一对应的多个集合的步骤中，通过比较所述第一标记物(30)上一个点的纵坐标与所述第二标记物(40)上的一个点的纵坐标划分集合。

8.根据权利要求6所述的边模识别方法，其特征在于，所述第二标记物(40)为矩形块。

9.根据权利要求1所述的边模识别方法，其特征在于，所述第一标记物(30)为圆形块。

10.根据权利要求1所述的边模识别方法，其特征在于，所述影像采集装置为相机(50)或摄像机或录像机。