一种自动画线机可变网格标定结构及算法的制作方法
- 国知局
- 2025-01-10 13:15:24
本发明属于画线机,尤其涉及一种自动画线机可变网格标定结构及算法。
背景技术:
1、画线机,是一种将各种图案、文字、标识等精确地画在皮革、纺织品、橡胶、塑料、硬质泡沫等材质上的机器。鞋业厂家将这种机器用于鞋子的生产线中,可以实现鞋底、鞋面等位置画线、标识、打孔等工艺要求。画线机的运行过程分为两个主要部分:一是控制系统,包括电脑、程序、软件等;二是机械部分,包括机身、工作台、电机等。在控制系统的指令下,机械部分开始运转,利用钢刀、钢针、喷嘴等工具完成画线或打标等动作。鞋类制造业是画线机的一个重要应用场景。
2、在画线机中,通常基于机器视觉的应用,用于拍摄实际的皮革形状,再进行识别图像并处理自动进行画线,机器视觉是一种使用计算机来模拟人类视觉,并用软件算法对相机采集到的图像进行分析和理解,以进行自动识别和判断的过程。机器视觉的本质,是通过图像获取三维世界的真实信息,在这个过程中有两个问题需要思考,一是相机坐标系中物体如何与真实世界坐标系中物体进行对应,而是如何校正镜头的各种畸变。因此提到标定,通过标定来建立图像与世界的联系,校正图像的各种畸变。相机的标定可以建立二维图像的点与三维空间中的点的对应关系。在实际拍摄中,相机畸变是最常见的一个问题,如径向畸变、切向畸变等。径向畸变又包括枕形畸变和桶形畸变,而切向畸变一般是镜头不完全平行于图像造成的。透镜的形状或者工艺的差异也可能引起图像的畸变,因此需要通过标定对图像进行畸变校正。
3、对于上述中的畸变问题,在常规技术中,在画线机内部放置一个网格平板,在拍摄后,基于该网格平板背景,利用其网格节点,进行图像标定,因此可为上述畸变问题提供校正,而网格的距离成为精度调整的关键,但是对于现有技术,其使用的平板为固定设置,网格的间距不能调整,因此在后续使用时,其图像标定的精度不能调整,进而在提高画线精准度时,需要首先处理拍摄图像标定的精度问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种自动画线机可变网格标定结构及算法,该结构安装便捷,结构简单,可自由调整网格的间距,同时实现远程控制,根据实际所需精度实时调整网格间距,以提高图像标定的精度,且基于该结构的标定方法可以做到在不同精度需求下,快速且精准地进行相机的标定,可以更加简单方便、节约时间的完成相机标定时相机坐标系与真实世界坐标系之间的对应关系。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种自动画线机可变网格标定结构,该自动画线机可变网格标定结构包括放置在自动画线机内部的固定框,所述固定框内部滑动连接有若干的固定座,固定座沿固定框四个侧边均设有若干,每个固定座上挂接有连接头,相对设置的两个连接头之间固定穿设有丝线,所有的丝线交叉形成若干的网格,同侧设置的若干的固定座之间设有间距调节件,用于调节固定座的间距。
3、作为本发明的一种优选方案,所述固定框内壁上设有滑槽,滑槽内部滑动连接所述固定座。
4、作为本发明的一种优选方案,所述固定座内部设有扣槽,扣槽与连接头挂接。
5、作为本发明的一种优选方案,所述间距调节件包括铰接连接在固定座侧面的调节杆,两个调节杆远离固定座端铰接连接有固定块,固定块顶部固定有连接块,连接块内部螺纹连接有丝杆,丝杆转动连接在固定框内部,固定框侧面设有供固定块移动的型槽,丝杠远离连接块端沿固定框侧面伸出,丝杆伸出端固定有带轮。
6、作为本发明的一种优选方案,所有的所述带轮连接有传动皮带,其中一个带轮连接有伺服电机,伺服电机安装在固定框侧面。
7、本发明还提供了一种自动画线机可变网格标定算法,基于自动画线机可变网格标定结构,包括以下内容:包括以下内容:
8、s1、利用分割算法提取网格标识点的像素级坐标值;
9、s2、对标识点进行亚像素级细化,得到精确的亚像素级标识点的坐标;
10、s3、利用相机的位姿计算相机的dpi,运用三角剖分技术对图像进行平面校正,进而完成网格标定。
11、作为本发明的一种优选方案,所述步骤s1的具体步骤包括:
12、s101、首先从输入图像中选择像素满足阈值条件的区域,设go为输入图像,gt为阈值图像,灰度值计算采用下述计算式:
13、
14、其中为图像灰度偏移值,将其应用于gt中,阈值图像通过对输入图像的滤波得到,提取网格之后将网格分成行方向曲线cr以及列方向曲线cc;
15、s102、计算出cr以及cc的交点,可得到标识点的像素级坐标值。
16、作为本发明的一种优选方案,所述步骤s2的具体步骤包括:
17、标识点的像素级坐标值取其所围像素的像素坐标值的均值,均值计算方式如下:
18、
19、
20、其中pxi和pyi为第i个标识点的x、y坐标,xj和yj为该标识点所围像素点的第j个像素点的x、y坐标,n为该标识点所围像素个数,这样就能算出每个标识点的准确坐标。
21、作为本发明的一种优选方案,所述步骤s3的具体步骤包括:
22、s301、将畸变的网格图像,用若干网格点形成若干的正方形,每个正方形剖分成两个三角形;
23、s302、将两个三角形通过仿射变换进行校正至两个等腰三角形,生成两幅三角形截图图像,将两幅图像利用下列计算式进行对应坐标点灰度值相加运算可得到完整的一个正方形截图:
24、
25、其中g(x,y)为运算完的(x,y)点的灰度值,g1(x,y)和g2(x,y)为(x,y)点运算前的灰度值;
26、s303、对于未知像素位置的灰度值,以便在保持图像质量的同时进行图像变换,利用双线性插值算法在变换后的图像中,利用该算法对图像进行插值计算,从而得到校正后的像素点的灰度值,再将两个等腰三角形合成为一个校正后正方形图像。
27、作为本发明的一种优选方案,所述丝线网格的距离为10mm~50mm。
28、本发明的有益效果是:该结构安装便捷,结构简单,可自由调整网格的间距,同时实现远程控制,根据实际所需精度实时调整网格间距,以提高图像标定的精度,且控制该网格间距变化的电器件与画线机可直接进行控制联系,进而基于该结构的标定方法可以做到在不同精度需求下,快速且精准地进行相机的标定,可以更加简单方便、节约时间的完成相机标定时相机坐标系与真实世界坐标系之间的对应关系。
技术特征:1.一种自动画线机可变网格标定结构,包括放置在自动画线机内部的固定框(1),其特征在于,所述固定框(1)内部滑动连接有若干的固定座(2),固定座(2)沿固定框(1)四个侧边均设有若干,每个固定座(2)上挂接有连接头(3),相对设置的两个连接头(3)之间固定穿设有丝线(4),所有的丝线(4)交叉形成若干的网格,同侧设置的若干的固定座(2)之间设有间距调节件,用于调节固定座(2)的间距。
2.根据权利要求1所述的一种自动画线机可变网格标定结构及算法,其特征在于,所述固定框(1)内壁上设有滑槽(5),滑槽(5)内部滑动连接所述固定座(2)。
3.根据权利要求1所述的一种自动画线机可变网格标定结构及算法,其特征在于,所述固定座(2)内部设有扣槽(6),扣槽(6)与连接头(3)挂接。
4.根据权利要求1所述的一种自动画线机可变网格标定结构及算法,其特征在于,所述间距调节件包括铰接连接在固定座(2)侧面的调节杆(7),两个调节杆(7)远离固定座(2)端铰接连接有固定块(8),固定块(8)顶部固定有连接块(9),连接块(9)内部螺纹连接有丝杆(10),丝杆(10)转动连接在固定框(1)内部,固定框(1)侧面设有供固定块(8)移动的型槽(11),丝杠远离连接块(9)端沿固定框(1)侧面伸出,丝杆(10)伸出端固定有带轮(12)。
5.根据权利要求4所述的一种自动画线机可变网格标定结构及算法,其特征在于,所有的所述带轮(12)连接有传动皮带(13),其中一个带轮(12)连接有伺服电机(14),伺服电机(14)安装在固定框(1)侧面。
6.一种自动画线机可变网格标定算法,基于权利要求1所述的自动画线机可变网格标定结构,其特征在于,包括以下内容:
7.根据权利要求6所述的一种自动画线机可变网格标定算法,其特征在于,所述步骤s1的具体步骤包括:
8.根据权利要求7所述的一种自动画线机可变网格标定算法,其特征在于,所述步骤s2的具体步骤包括:
9.根据权利要求6所述的一种自动画线机可变网格标定算法,其特征在于,所述步骤s3的具体步骤包括:
10.根据权利要求6所述的一种自动画线机可变网格标定算法,其特征在于,所述丝线网格的距离为10mm~50mm。
技术总结本发明公开了一种自动画线机可变网格标定结构及算法,属于画线机技术领域,该结构包括放置在自动画线机内部的固定框,固定框内部滑动连接有若干的固定座,每个固定座上挂接有连接头,相对设置的两个连接头之间固定穿设有丝线,所有的丝线交叉形成若干的网格,同侧设置的若干的固定座之间设有间距调节件,用于调节固定座的间距;该结构可自由调整网格的间距,同时实现远程控制,根据实际所需精度实时调整网格间距,以提高图像标定的精度,且基于该结构的标定方法可以做到在不同精度需求下,快速且精准地进行相机的标定,可以更加简单方便、节约时间的完成相机标定时相机坐标系与真实世界坐标系之间的对应关系。技术研发人员:尹力,李毅,彭波,尤扬受保护的技术使用者:东莞爱邦自动化技术有限公司技术研发日:技术公布日:2025/1/6本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20250110/351945.html
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