烟把智能定位方法

摘要

本发明涉及的烟把智能定位方法，能在工人摆把后，校正烟把位置，减轻工人摆把负担，提高工人的劳动生产率。切割烟把时能精确定位烟梗位置，实现叶、梗精确切割。切割后的烟叶和烟梗分别送入不同的设备进行加工，叶、梗的精确分割，克服了打叶时烟把相互缠绕及与设备缠绕而造成的堵料、物料流量不均匀、故障停机多、设备有效作业率低等问题。

主权项

1、烟把智能定位方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)设置静态烟叶样本测量系统，包括检测柜，所述检测柜的底板的上方设置有恒定光源及面阵式摄像机，所述面阵式摄像机上电连接有与之配套的数字捕捉卡，还设置有计算机，所述计算机与所述数字捕捉卡电连接；(2)在底板上铺放亮度均匀的白纸，进行不平度校正，以弥补恒定光源照度的不均匀而产生的输出图像在不同位置的幅度差异，使得面阵式摄像机实时获取的图像均匀清晰；使用面阵式摄像机对放置有白纸的底板进行拍摄，并将图像信号通过数字捕捉卡传输至计算机，在计算机建立起关于底板颜色、亮度等特征的底板特征库；(3)在底板上放入烟叶样本，使用面阵式摄像机对烟叶进行拍摄，并将烟叶样本的图像信号通过数字捕捉卡传输至计算机，在计算机中对烟叶样本的图像进行二值化处理，并与步骤(2)建立的底板特征库进行对比以区分烟叶样本与底板，分离出烟叶样本的图像数据，并对图像数据进行简化；(4)在计算机中对步骤(3)中二值化后的烟叶样本的图像进行平移处理，摄像机采集图像中心与四周像素点的大小是不一致的，将烟叶样本的二值化图像平移到中心位置，有利于减小测量误差，烟叶样本可以在检测柜中按任意角度摆放，在计算机中采用图像旋转算法，找到烟叶样本图像上距离最远的亮点来确定烟叶样本长度，最后利用像素单位面积与烟叶图像像素个数的乘积得到烟叶样本的面积；(5)利用步骤(4)所得到的烟叶样本的面积，参照实际的烟梗与烟叶的面积比例，在计算机中通过计算得到烟叶样本中烟梗与烟叶的长度比例，并取多片烟叶样本进行测量，得到多个烟叶样本的烟梗与烟叶长度比例，最后在计算机中通过计算得到烟梗与烟叶长度比例的平均值；(6)设置动态烟把定位系统，包括传送带，所述传送带上方设置有恒定光源及线阵式摄像机，所述传送带末端设有切刀，所述线阵式摄像机上电连接有图像采集卡，设置工控机，所述工控机与所述图像采集卡电连接，还设置有机械定位系统，所述机械定位系统包括交流伺服电机、与交流伺服电机配套的交流伺服驱动器、与交流伺服驱动器电连接的MPC08运动控制卡、由交流伺服电机驱动的多个机械手，所述MPC08运动控制卡还与所述工控机电连接，所述机械手上设置有接近式传感器，所述接近式传感器与所述MPC08运动控制卡电连接；(7)首先在传送带静止的状态下，在摄像机视野范围内铺上白纸，进行不平度校正，以弥补恒定光源照度的不均匀而产生的输出图像在不同位置的幅度差异，开启传送带，此时传送带上未放置烟把，使用线阵式摄像机对传送带进行拍摄，并将拍摄到的图像经过图像采集卡传输至计算机，在计算机中建立起关于传送带的颜色、亮度等特征的传送带特征库；(8)将待定位的烟把放置在传送带上，烟把随着传送带运动，使用线阵式摄像机对传送带上的烟把进行扫描，扫描后的图像信息通过图像采集卡传输至计算机，在计算机中对烟把图像进行二值化处理，并与步骤(7)建立的传送带的特征库进行对比以区分烟把与传送带，分离出烟把的图像数据，并简化图像数据，通过处理烟把的图像数据，得到烟把的数目、单个烟把中烟梗的宽度、单个烟把的中心位置和单个烟把的最大长度，在计算机中采用双缓存、双数组，并对采集到的烟把图像进行状态分析和处理，以避免由于扫描图像的随机性，得到半个烟把的图像数据的问题；(9)启动交流伺服驱动器、交流伺服电机及MPC08运动控制卡，并对机械手位置进行初始化，控制机械手，使机械手抓住烟把；(10)在计算机中根据线阵式摄像机与切刀的距离及线阵式摄像机所扫描到的烟把图像的桢内延时，计算得到机械手定位的延时时间，根据步骤(8)所得到的烟把最大长度及步骤(5)得到的烟叶中烟梗与烟叶长度比例的平均值，计算得到机械手将烟把摆放的位置坐标，根据步骤(8)得到的烟把的中心位置，计算得到机械手的推进位置坐标，并将械手定位的延时时间、烟把摆放的位置坐标及机械手的推进位置坐标等运动控制参数传输给MPC08运动控制卡，计算机通过MPC08运动控制卡，控制机械手，对烟把实施定位；(11)机械手将烟把摆放及推进到合适位置后，切刀对烟把进行切割。