一种物料摊平方法和装置与流程

本发明涉及图像处理，具体为一种物料摊平方法和装置。

背景技术：

1、匀质板生产线向模箱倾倒搅拌好的颗粒水泥混合物料时，由于物料的特型，表面一般都非常不平整，如果不进行摊平会影响后续的放盖板和压膜作业，影响胚块成品的质量。

2、以往需要人工对物料进行刮平，这种摊平方法既耗费人力，效率还非常低，摊平质量也不稳定。基于机器视觉的物料摊平方法，能够实现自动化的物料摊平过程，无需人工干预，这提高了生产线的效率，降低了劳动力成本。但基于机器视觉的物料摊平方法，受图像质量和物料位置信息因素的影响较大，若图像质量较低，物料位置信息不准确，会导致刮板运动轨迹错误，造成摊平质量差，摊平效果不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种摊平质量好，摊平效果稳定的物料摊平方法和装置。

2、本发明技术方案如下：

3、一种物料摊平方法，包括如下操作：

4、s1、获取待处理模箱上物料多个视角的图像，得到多视角物料图像集；

5、所述多视角物料图像集中，当前视角图像，经图像增强和特征提取后，进行特征匹配处理，得到当前视角分类图；所有视角分类图，形成了多视角物料分类图集；基于所述多视角物料分类图集中的物料区域，以及所述物料区域在多视角物料图像集中对应的位置数据，得到物料三维模型；

6、s2、将所述物料三维模型中，高度差大于第一阈值的凸起，作为待摊平三维区域，所述待摊平三维区域在待处理模箱上对应位置处的物料区域，为待摊平物料区域；所有待摊平物料区域，形成了待摊平物料区域集；

7、s3、获取待摊平物料区域集中，每个待摊平物料区域距待处理模箱内壁的距离，按照距离从小到大的顺序，依次对每个待摊平物料区域进行摊平；摊平过程中，若当前待摊平物料区域中物料的高度不超过模箱高度时，则所述当前待摊平物料区域中的物料已被摊平，对下一个待摊平物料区域进行摊平。

8、所述s1中图像增强的操作具体为：当前视角图像经高斯模糊处理，得到当前视角平滑图；将所述当前视角图像与当前视角平滑图进行对应位置像素相减处理，得到当前视角细节图；将所述当前视角细节图与当前视角图像进行叠加处理，得到当前视角增强图；所述当前视角增强图用于执行特征提取的操作。

9、所述s1中特征提取的操作为：所述当前视角图像经图像增强处理后得到的当前视角增强图，经梯度计算，得到当前视角增强图中每个像素点的水平和垂直梯度；基于每个像素点的水平和垂直梯度，得到每个像素点对应的梯度幅度；将所述当前视角增强图中，梯度幅度大于第二阈值的像素点作为边缘点，所有边缘点经曲线拟合处理，得到含有边缘轮廓的当前视角特征图；所述当前视角特征图用于执行特征匹配处理的操作。

10、所述s1中特征匹配处理的操作为：所述当前视角图像经图像增强和特征提取后得到的当前视角特征图，根据边缘轮廓，对当前视角特征图进行检测框标记处理，得到含有多个检测框的待匹配特征图；获取待匹配特征图中，当前检测框对应区域特征图，与标准数据库中每个标准特征图的相似度，将相似度最大值对应的标准特征图的分类标签，作为当前检测框对应区域特征图的分类结果；所有检测框对应区域特征图的分类结果，形成了所述当前视角分类图。

11、所述s1中得到物料三维模型的操作具体为：获取所述多视角物料分类图集中，分类结果为物料所在的区域，作为物料区域；随机选取模箱上一点作为坐标原点，获取所述物料区域，在多视角物料图像集中相对于所述坐标原点的对应坐标数据，作为位置数据；基于所述坐标原点和位置数据，建立三维模型，得到所述物料三维模型。

12、所述s1的操作之后，还包括对所述物料三维模型进行滤波处理，得到的滤波物料三维模型，用于执行所述s2中的操作。

13、所述s3中，若多个待摊平物料区域距模箱内壁的距离相等，则按照与前一个待摊平物料区域的距离从小到大的顺序，对所述多个待摊平物料区域依次进行摊平处理。

14、一种物料摊平装置，包括：

15、图像采集单元，用于获取待处理模箱上物料多个视角的图像，得到多视角物料图像集；

16、图像处理单元，用于将所述图像采集单元的多视角物料图像集中，当前视角图像，经图像增强和特征提取后，进行特征匹配处理，得到当前视角分类图；所有视角分类图，形成了多视角物料分类图集；用于基于所述多视角物料分类图集中的物料区域，以及所述物料区域在多视角物料图像集中对应的位置数据，得到物料三维模型；用于将所述物料三维模型中，高度差大于第一阈值的凸起，作为待摊平三维区域，所述待摊平三维区域在待处理模箱上对应位置处的物料区域，为待摊平物料区域；所有待摊平物料区域，形成了待摊平物料区域集；用于获取待摊平物料区域集中，每个待摊平物料区域距待处理模箱内壁的距离；

17、运动控制单元，用于根据所述图像处理单元中，待摊平物料区域距待处理模箱内壁距离从小到大的顺序，依次对每个待摊平物料区域进行摊平；摊平过程中，若当前待摊平物料区域中物料的高度不超过模箱高度时，则所述当前待摊平物料区域中的物料已被摊平，对下一个待摊平物料区域进行摊平。

18、所述装置还包括：反馈调节单元，用于指示所述图像采集单元，采集摊平后的当前待处理模箱上物料的多视角物料图像集；指示所述图像处理单元，基于摊平后的当前待处理模箱上物料的多视角物料图像集，判断物料上是否存在高度差大于第二阈值的凸起，若存在，更新待摊平物料区域；指示运动控制单元对更新待摊平物料区域进行摊平。

19、所述摊平的操作，是通过与图像采集单元中的相机有位置映射关系的机械手中的末端刮板实现的。

20、本发明的有益效果在于：

21、本发明提供的一种物料摊平方法，通过获取不同视角的物料图像，进行图像增强、特征提取和特征匹配后，准确识别出多个视角图像中的物料，得到多个视角图像中的物料区域；基于多个视角的物料区域信息，建立物料三维模型，确定待摊平物料区域；并根据待摊平物料区域与模箱内壁的距离，决定待摊平物料区域执行摊平处理的顺序，根据顺序依次对待摊平物料区域进行摊平处理；该摊平方法的摊平效果好，摊平效率高，摊平质量稳定。

技术特征：

1.一种物料摊平方法，其特征在于，包括如下操作：

2.根据权利要求1所述的物料摊平方法，其特征在于，所述s1中图像增强的操作具体为：

3.根据权利要求1所述的物料摊平方法，其特征在于，所述s1中特征提取的操作为：

4.根据权利要求1所述的物料摊平方法，其特征在于，所述s1中特征匹配处理的操作为：

5.根据权利要求1所述的物料摊平方法，其特征在于，所述s1中得到物料三维模型的操作具体为：

6.根据权利要求1所述的物料摊平方法，其特征在于，所述s1的操作之后，还包括对所述物料三维模型进行滤波处理，得到的滤波物料三维模型，用于执行所述s2中的操作。

7.根据权利要求1所述的物料摊平方法，其特征在于，所述s3中，若多个待摊平物料区域距模箱内壁的距离相等，则按照与前一个待摊平物料区域的距离从小到大的顺序，对所述多个待摊平物料区域依次进行摊平处理。

8.一种物料摊平装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的物料摊平装置，其特征在于，所述装置还包括：

10.根据权利要求8所述的物料摊平装置，其特征在于，所述摊平的操作，是通过与图像采集单元中的相机有位置映射关系的机械手中的末端刮板实现的。

技术总结本发明涉及图像处理技术领域，具体为一种物料摊平方法和装置，该摊平方法通过获取不同视角的物料图像，进行图像增强、特征提取和特征匹配后，准确识别出多个视角图像中的物料，得到多个视角图像中的物料区域；基于多个视角的物料区域信息，建立物料三维模型，确定待摊平物料区域；并根据待摊平物料区域与模箱内壁的距离，决定待摊平物料区域执行摊平处理的顺序，根据顺序依次对待摊平物料区域进行摊平处理；该摊平方法的摊平效果好，摊平效率高，摊平质量稳定。技术研发人员：李明月,邹明,高元,圣萍,邢超,焦治栋,侯涛,谢晶晶受保护的技术使用者：山东威宝节能科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2