基于數字圖像處理技術(shù)的集成塊姿態(tài)檢測

2 集成塊姿態(tài)檢測
2．1 集成塊管腳檢測和定位
對圖像進(jìn)行預處理后，可以清晰的看到管腳和集成塊上的數字被從背景中分割出來(lái)。集成塊管腳是一片連通的白色區域，而其所占的面積要比其他無(wú)用信息所占的面積要大的多，故采取面積法對集成塊管腳位置進(jìn)行檢測。
二值圖像中的連通分量的面積實(shí)際上就是連通像素點(diǎn)集中像素的個(gè)數，也就是區域邊界類(lèi)包含像素點(diǎn)的數目。設二值圖像f(x，y)的連通分量ψ(x，y)的大小為M×N，其中

面積法是通過(guò)編寫(xiě)程序在整幅圖像中搜索白色區域，同時(shí)記下白色區域的面積(像素點(diǎn)個(gè)數)和個(gè)數及其四個(gè)邊角的坐標。將所統計到的面積相加，除以白色區域的個(gè)數，即可得到一個(gè)閾值，由于集成塊管腳所占的面積要比其他無(wú)用信息所占的面積要大的多，所以面積平均所得到的閾值可以將較小的區域去除，從而保留有用的集成塊的管腳信息。將大于這一閾值的面積區域用其四個(gè)邊角的坐標連線(xiàn)所成的矩形框定，便可以完成集成塊的管腳定位。
處理過(guò)后的效果如圖4所示，圖中的紅色方框的作用為定位管腳位置。

2．2 集成塊傾斜角度的測定
在工業(yè)應用中，為了能讓機械臂很好的將集成塊從流水線(xiàn)上夾取下來(lái)，必須知道集成塊的邊緣是否與流水線(xiàn)平行，或知道其傾斜的角度對其進(jìn)行姿態(tài)糾正，這就需要對集成塊在流水線(xiàn)上的姿態(tài)進(jìn)行檢測，知道集成塊在流水線(xiàn)上的與水平方向的傾斜角度，確定一個(gè)物體的傾斜角度。本文的創(chuàng )新在于使用了中心點(diǎn)斜率法。
中心點(diǎn)斜率法：假設圖像中集成塊每個(gè)管腳的中心點(diǎn)的坐標為{(xl，y1)，(x2，y2)，…，(x8，y8)}，計算每一個(gè)管腳與其同邊管腳的斜率{ll，l2，…，ln}，再對所有的斜率求其算術(shù)平均值

這時(shí)得到的是弧度，要把它轉化為角度

ω就是集成塊的傾斜角度。
由于中心點(diǎn)斜率法將同邊管腳兩兩之間的斜率都計算入內，故精確度較高，但程序復雜，計算量較大，程序運行時(shí)間長(cháng)，不適合在高速的流水線(xiàn)上使用。針對這一情況，提出了對中心點(diǎn)斜率法的改進(jìn)算法。
改進(jìn)算法與原先算法的最主要的區別是改進(jìn)后的算法并不是將所有同邊管腳兩兩之間的斜率都算出來(lái)，而是先確定一點(diǎn)，記為{x0，y0}，以這一點(diǎn)為基礎，計算它與其他管腳的斜率

（6）
如果是同一邊管腳的話(huà)，他們之間的斜率幾近相等。反之，則斜率相差很大。因此，通過(guò)對斜率的比較，便可以將同邊管腳劃分在一起，這時(shí)只有三個(gè)斜率值，再對它們的斜率進(jìn)行算術(shù)平均，同原算法便可得到集成塊的傾斜角度。
改進(jìn)后的算法的計算量要比原算法少了很多，實(shí)時(shí)性更強，因而它的實(shí)用性更強。為了測試程序測得角度的準確性，用Photoshop對原圖像進(jìn)行了旋轉，角度分別為5，10，30，45，90度，以下是角度識別對比表。