CN113411515A - 基于摄像头的tip头辅助定位系统及其定位和信息采集处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于摄像头的TIP头辅助定位系统及其定位和信息采集处理方法，系统包括带轮、传动带、固定块、上电机、下电机、电机、摄像头、前后电机滑块、固定架、底座、黑色TIP头、取样槽、取样装置和上下电机滑块；黑色TIP头能在电机、上电机和下电机的带动下，进行三维的移动，摄像头采集黑色TIP头的位置信息。方法是通过对图像的处理分析TIP头尖端的实际位置，通过电机把黑色TIP头移动到指定位置完成取样，防止出现由于黑色TIP头出现弯折导致采样失败的情况，大大提高了液体采样的效率和成功率。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术、尤其是利用这种处理技术结合摄像头采集图像的方法，实现检测TIP头位置并进行调整的功能，涉及一种基于摄像头的TIP头辅助定位系统及其定位和信息采集处理方法。
背景技术
在现代液体检测过程中，负责采样的TIP头是一个非常重要的配件，它采用塑料材质，造价低廉，可以一次性使用，有效防止了待取样液体间的相互污染，不用清洗，大大节约了采样时间，提高了采样效率。但塑料TIP头也有它的缺点，由于TIP头是塑料制成的，硬度不足，制造过程中容易出现无法预料的弯折，导致实际采样位置出现偏差，由于采样时的样品槽的采样范围非常小，这种无法预测的弯折所导致的采样偏差会导致TIP头无法正确的进入待测样品完成取样，使取样失败。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中存在的问题，是提供一种基于摄像头的TIP头辅助定位系统及其定位和信息采集处理方法，本发明能自动检测塑料TIP头弯折程度，并根据弯折程度自动调节机器位置，使塑料TIP头能够避免偏差，能实现快速，高效的液体检测。
基于摄像头的TIP头辅助定位系统，包括带轮、传动带、固定块、上电机、下电机、电机、摄像头、前后电机滑块、固定架、底座、黑色TIP头、取样槽、取样装置和上下电机滑块；
固定架、摄像头和取样槽设置在底座上，二个摄像头分布在取样槽的相邻侧，摄像头对准取样槽，二个带轮设置在固定架上，传动带绕设在二个带轮上，电机的输出轴与二个带轮中的一个带轮连接，固定块与传动带的一侧固定在一起，传动带能带动固定块左右移动，固定块上设置前后电机滑块，上电机位于前后电机滑块上，上电机能在前后电机滑块上前后滑动，上电机下方延伸有上下电机滑块，下电机位于上下电机滑块上，下电机能在上下电机滑块上上下滑动，取样装置设置在下电机上，取样装置的下部设置黑色TIP头，取样装置能随下电机上下移动；黑色TIP头能在电机、上电机和下电机的带动下，进行三维的移动，摄像头采集黑色TIP头的位置信息，黑色TIP头为锥形结构。
基于摄像头的TIP头辅助定位系统的定位和信息采集处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤1；在白色背景下，摄像头采集黑色TIP头的图像，对图像进行适度裁剪，裁剪后的图像包含黑色TIP头尖端的位置信息；
步骤2：对步骤1处理后的图像进行均衡化处理，增加图像的全局对比度；
步骤3：对步骤2之后的图像进行二值化处理，使其变为二值图像；
步骤4：将步骤3产生的图像变为矩阵，视黑色像素点为0，白色像素点为1；
步骤5：将步骤4产生的矩阵进行逐行遍历，找出矩阵行中数字0变1位置的0的点的坐标，如果未发现0变为1的数字变化，就自动遍历下一行，如果发现0变为1的数字变化，就记录靠近像素1的0像素的位置，并将所有的上述0像素的位置视为黑色TIP头的左边缘，然后找出矩阵行中数字1变成0的位置的0的点的坐标，如果未发现1变为0的数字变化，就自动遍历下一行，如果发现1变为0的数字变化，就记录靠近像素1的0像素的位置，并将所有的上述0像素的位置视为黑色TIP头的右边缘，由于黑色TIP头是一个锥形结构，将左右两侧的坐标运用最小二乘法y＝kx+b拟合成两条线，并将这两条线视为黑色TIP头的左右边缘；
步骤6：求出步骤5得出的两条拟合成最小二乘法格式的线的交点坐标，并将这个交点坐标视为黑色TIP头尖端的位置坐标，既黑色TIP头将要进入到取样槽的位置坐标；
步骤7：根据步骤6得到的黑色TIP头的位置信息，电机会开始工作，使带轮开始旋转，带动传动带工作，传动带会带动固定块，从而调整黑色TIP头左右位置，在左右位置确定之后，前后电机滑块会开始进行工作，调整黑色TIP头的前后位置，将黑色TIP头调整至采样点位置。
本发明的有益效果是：
可以根据黑色TIP头的位置信息实时调整黑色TIP头的位置，防止出现由于黑色TIP头出现弯折导致采样失败的情况，大大提高了液体采样的效率和成功率。
附图说明
图1为基于摄像头的TIP头辅助定位系统的结构图。
图2为基于摄像头的TIP头辅助定位系统的流程图。
具体实施方式
如图1所示，基于摄像头的TIP头辅助定位系统，包括带轮1、传动带2、固定块3、上电机4、下电机8、电机5、摄像头6、前后电机滑块7、固定架9、底座10、黑色TIP头11、取样槽12、取样装置13和上下电机滑块14；
固定架9、摄像头6和取样槽12设置在底座10上，二个摄像头6分布在取样槽12的相邻侧，摄像头6对准取样槽12，二个带轮1设置在固定架9上，传动带2绕设在二个带轮1上，电机5的输出轴与二个带轮1中的一个带轮1连接，固定块3与传动带2的一侧固定在一起，传动带2能带动固定块3左右移动，固定块3上设置前后电机滑块7，上电机4位于前后电机滑块7上，上电机4能在前后电机滑块7上前后滑动，上电机4下方延伸有上下电机滑块14，下电机8位于上下电机滑块14上，下电机8能在上下电机滑块14上上下滑动，取样装置13设置在下电机8上，取样装置13的下部设置黑色TIP头11，取样装置13能随下电机8上下移动；黑色TIP头11能在电机5、上电机4和下电机8的带动下，进行三维的移动，摄像头6采集黑色TIP头11的位置信息，黑色TIP头11为锥形结构。
如图2所示，基于摄像头的TIP头辅助定位系统的定位和信息采集处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤1；在白色背景下，摄像头6采集黑色TIP头11的图像，对图像进行适度裁剪，裁剪后的图像包含黑色TIP头11尖端的位置信息；
步骤2：对步骤1处理后的图像进行均衡化处理，增加图像的全局对比度；
步骤3：对步骤2之后的图像进行二值化处理，使其变为二值图像；
步骤4：将步骤3产生的图像变为矩阵，视黑色像素点为0，白色像素点为1；
步骤5：将步骤4产生的矩阵进行逐行遍历，找出矩阵行中数字0变1位置的0的点的坐标，如果未发现0变为1的数字变化，就自动遍历下一行，如果发现0变为1的数字变化，就记录靠近像素1的0像素的位置，并将所有的上述0像素的位置视为黑色TIP头11的左边缘，然后找出矩阵行中数字1变成0的位置的0的点的坐标，如果未发现1变为0的数字变化，就自动遍历下一行，如果发现1变为0的数字变化，就记录靠近像素1的0像素的位置，并将所有的上述0像素的位置视为黑色TIP头11的右边缘，由于黑色TIP头11是一个锥形结构，将左右两侧的坐标运用最小二乘法y＝kx+b拟合成两条线，并将这两条线视为黑色TIP头11的左右边缘；
步骤6：求出步骤5得出的两条拟合成最小二乘法格式的线的交点坐标，并将这个交点坐标视为黑色TIP头11尖端的位置坐标，既黑色TIP头11将要进入到取样槽12的位置坐标；
步骤7：根据步骤6得到的黑色TIP头11的位置信息，电机5会开始工作，使带轮1开始旋转，带动传动带2工作，传动带2会带动固定块3，从而调整黑色TIP头11左右位置，在左右位置确定之后，前后电机滑块7会开始进行工作，调整黑色TIP头11的前后位置，将黑色TIP头11调整至采样点位置。
Claims (2)
1.基于摄像头的TIP头辅助定位系统，其特征在于：包括带轮(1)、传动带(2)、固定块(3)、上电机(4)、下电机(8)、电机(5)、摄像头(6)、前后电机滑块(7)、固定架(9)、底座(10)、黑色TIP头(11)、取样槽(12)、取样装置(13)和上下电机滑块(14)；
固定架(9)、摄像头(6)和取样槽(12)设置在底座(10)上，二个摄像头(6)分布在取样槽(12)的相邻侧，摄像头(6)对准取样槽(12)，二个带轮(1)设置在固定架(9)上，传动带(2)绕设在二个带轮(1)上，电机(5)的输出轴与二个带轮(1)中的一个带轮(1)连接，固定块(3)与传动带(2)的一侧固定在一起，传动带(2)能带动固定块(3)左右移动，固定块(3)上设置前后电机滑块(7)，上电机(4)位于前后电机滑块(7)上，上电机(4)能在前后电机滑块(7)上前后滑动，上电机(4)下方延伸有上下电机滑块(14)，下电机(8)位于上下电机滑块(14)上，下电机(8)能在上下电机滑块(14)上上下滑动，取样装置(13)设置在下电机(8)上，取样装置(13)的下部设置黑色TIP头(11)，取样装置(13)能随下电机(8)上下移动；黑色TIP头(11)能在电机(5)、上电机(4)和下电机(8)的带动下，进行三维的移动，摄像头(6)采集黑色TIP头(11)的位置信息，黑色TIP头(11)为锥形结构。
2.权利要求1所述基于摄像头的TIP头辅助定位系统的定位和信息采集处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤1；在白色背景下，摄像头(6)采集黑色TIP头(11)的图像，对图像进行适度裁剪，裁剪后的图像包含黑色TIP头(11)尖端的位置信息；
步骤2：对步骤1处理后的图像进行均衡化处理，增加图像的全局对比度；
步骤3：对步骤2之后的图像进行二值化处理，使其变为二值图像；
步骤4：将步骤3产生的图像变为矩阵，视黑色像素点为0，白色像素点为1；
步骤5：将步骤4产生的矩阵进行逐行遍历，找出矩阵行中数字0变1位置的0的点的坐标，如果未发现0变为1的数字变化，就自动遍历下一行，如果发现0变为1的数字变化，就记录靠近像素1的0像素的位置，并将所有的上述0像素的位置视为黑色TIP头(11)的左边缘，然后找出矩阵行中数字1变成0的位置的0的点的坐标，如果未发现1变为0的数字变化，就自动遍历下一行，如果发现1变为0的数字变化，就记录靠近像素1的0像素的位置，并将所有的上述0像素的位置视为黑色TIP头(11)的右边缘，由于黑色TIP头(11)是一个锥形结构，将左右两侧的坐标运用最小二乘法y＝kx+b拟合成两条线，并将这两条线视为黑色TIP头(11)的左右边缘；
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步骤7：根据步骤6得到的黑色TIP头(11)的位置信息，电机(5)会开始工作，使带轮(1)开始旋转，带动传动带(2)工作，传动带(2)会带动固定块(3)，从而调整黑色TIP头(11)左右位置，在左右位置确定之后，前后电机滑块(7)会开始进行工作，调整黑色TIP头(11)的前后位置，将黑色TIP头(11)调整至采样点位置。
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