基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的集成塊姿態(tài)檢測(cè)

2 集成塊姿態(tài)檢測(cè)
2．1 集成塊管腳檢測(cè)和定位
對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理后，可以清晰的看到管腳和集成塊上的數(shù)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(qū)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(duì)集成塊管腳位置進(jìn)行檢測(cè)。
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(shù)，也就是區(qū)域邊界類包含像素點(diǎn)的數(shù)目。設(shè)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)編寫程序在整幅圖像中搜索白色區(qū)域，同時(shí)記下白色區(qū)域的面積(像素點(diǎn)個(gè)數(shù))和個(gè)數(shù)及其四個(gè)邊角的坐標(biāo)。將所統(tǒng)計(jì)到的面積相加，除以白色區(qū)域的個(gè)數(shù)，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(qū)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(qū)域用其四個(gè)邊角的坐標(biāo)連線所成的矩形框定，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(cè)定
在工業(yè)應(yīng)用中，為了能讓機(jī)械臂很好的將集成塊從流水線上夾取下來(lái)，必須知道集成塊的邊緣是否與流水線平行，或知道其傾斜的角度對(duì)其進(jìn)行姿態(tài)糾正，這就需要對(duì)集成塊在流水線上的姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，知道集成塊在流水線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(shè)圖像中集成塊每個(gè)管腳的中心點(diǎn)的坐標(biāo)為{(xl，y1)，(x2，y2)，…，(x8，y8)}，計(jì)算每一個(gè)管腳與其同邊管腳的斜率{ll，l2，…，ln}，再對(duì)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(zhuǎn)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(jì)算入內(nèi)，故精確度較高，但程序復(fù)雜，計(jì)算量較大，程序運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，不適合在高速的流水線上使用。針對(duì)這一情況，提出了對(duì)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(qū)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(chǔ)，計(jì)算它與其他管腳的斜率

（6）
如果是同一邊管腳的話，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(duì)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(duì)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(jì)算量要比原算法少了很多，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，因而它的實(shí)用性更強(qiáng)。為了測(cè)試程序測(cè)得角度的準(zhǔn)確性，用Photoshop對(duì)原圖像進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)，角度分別為5，10，30，45，90度，以下是角度識(shí)別對(duì)比表。