一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法

摘要

一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法，通过视觉设备获取流水线上无纺布袋的实时影像；通过帧间差分法获取无纺布袋前端线和背景图像；通过背景差法计算k+n时刻的差分图像；计算新的差分图像的前端线，将其位置记为U，新的差分图像的左、右端线上寻找四个点；计算无纺布袋的偏转角度θ。最终得出无纺布袋的前端线位置、左右端线的四个点的位置，以及无纺布袋的偏转角度，完成对无纺布袋的定位。

主权项

一种基于计算机视觉的无纺布袋自动定位方法，包括如下步骤：步骤一，通过视觉设备获取流水线上无纺布袋的实时影像；步骤二，通过帧间差分法，获取无纺布袋前端线和背景图像，具体过程如下：步骤2.1 计算连续两帧图像的差分图像，计算公式为G¹=P_k‑P_k‑1其中P_k‑1为前一时刻的图像，P_K为当前时刻的图像，G¹为当前时刻差分图像；步骤2.2 对差分图像进行高斯滤波计算，消除噪声，计算公式为其中x为差分图像的像素值；σ为高斯函数的宽度；步骤2.3 计算滤波后差分图像的纵向一阶导数的积分投影，计算公式为其中S_j(x)为图像在纵向坐标j点下的积分投影值，N为图像的高度，i为横坐标，M为图像的宽度；步骤2.4计算纵向积分投影的拐点，计算公式为H(j)=Max(S_j(x))其中，H(j)为拐点j位置处的积分投影值，Max(S_j(x))为求取序列S_j(x)的峰值点；步骤2.5把H(j)与设定的阈值参数相比较，若大于设定的阈值，则判断有无纺布袋到来，并把前一时刻图像作为背景图像存储；若小于设定的阈值，则返回步骤一；步骤三，通过背景差法计算k+n时刻的差分图像，计算公式为Gⁿ=P_k+n‑P_k‑1其中n 为根据流水线速度设定的差分参数；步骤四，计算新的差分图像的前端线，将其位置记为U，计算方法同步骤二；步骤五，分别在新的差分图像的左、右端线上寻找两个点，计算过程为：步骤5.1计算滤波后差分图像的横向一阶导数的积分投影，计算公式为 其中为图像在横向坐标下的前端线左边积分投影序列，为图像在横向坐标下的中线左边积分投影序列，为图像在横向坐标下的前端线右边积分投影序列，为图像在横向坐标下的中线右边积分投影序列，i为横坐标，j为纵坐标，N为图像的高度，U为前端线位置，K为根据图像精度和允许的倾斜角度设置的积分宽度；       步骤5.2计算横向积分投影的拐点，并把其位置分别作为左、右端线上的四个位置点；计算公式为 其中，为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为L¹，为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为L²，为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为R¹，为拐点i位置处的积分投影值，其对应位置记为R²，Max(S_j(x))为求取序列S_j(x)的峰值点；步骤六，计算无纺布袋的偏转角度θ，公式为：最终得出无纺布袋的前端线位置、左右端线的四个点的位置，以及无纺布袋的偏转角度，完成对无纺布袋的定位。