本發(fā)明涉及斷路器檢測，具體涉及一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著計算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，基于視覺的定位系統(tǒng)在工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這類系統(tǒng)通過攝像頭獲取目標(biāo)物體的圖像，然后利用圖像處理和分析技術(shù)來確定物體的位置和姿態(tài)；在斷路器脫扣螺釘?shù)囊曈X定位系統(tǒng)中，通常需要對螺釘?shù)男螤睢⒋笮?、顏色等特征進(jìn)行識別和分析，以實現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。

2、現(xiàn)有的，通過自動化設(shè)備系統(tǒng)和優(yōu)化圖像處理算法來實現(xiàn)對斷路器脫扣螺釘進(jìn)行視覺定位操作流程的簡化過程，但僅進(jìn)行簡單的圖像定位和幾何中心分析存在使用范圍問題，實際上進(jìn)行脫扣螺釘視覺定位分析過程中對圖像獲取對準(zhǔn)信息的精度要求較高，通常僅適用于特定視角場景下和標(biāo)準(zhǔn)角度對準(zhǔn)圖像條件下，因此適用圖像對準(zhǔn)選擇范圍較有限，同時機(jī)器對準(zhǔn)的精度范圍的控制大部分甚至完全依賴于圖像區(qū)域的選擇方式，因此也忽視了實際操作中對脫扣螺釘?shù)捻敳恐行奈恢脤?zhǔn)的精確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，解決以下技術(shù)問題：

2、怎樣提高脫扣螺釘圖像信息的對準(zhǔn)信息精度實現(xiàn)脫扣螺釘?shù)捻敳恐行奈恢枚ㄎ粚?zhǔn)的精確性。

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，包括：

5、圖像采集單元，用于獲取工業(yè)相機(jī)采集的脫扣螺釘roi區(qū)域圖像及通過限位傳感器傳輸其roi區(qū)域圖像對應(yīng)的位置信息；位置信息包括roi區(qū)域圖像的縱向位置坐標(biāo)參數(shù)和橫向位置坐標(biāo)參數(shù)；

6、圖像處理單元，用于對脫扣螺釘roi區(qū)域圖像進(jìn)行灰度化處理和雙邊濾波降噪的預(yù)處理；

7、圖像識別單元，用于通過canny算法提取預(yù)處理后的脫扣螺釘roi區(qū)域圖像外輪廓和脫扣螺釘roi區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點；

8、測試分析單元，用于基于位置信息獲取歷史脫扣螺釘roi區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點的距離參數(shù)集合，將其作為樣本并輸入預(yù)設(shè)仿真測試模型中進(jìn)行定位測試輸出定位參數(shù)；

9、定位分析單元，結(jié)合圖像處理單元處理后的脫扣螺釘roi區(qū)域圖像和測試單元輸出的定位參數(shù)進(jìn)行視覺定位分析，判斷對準(zhǔn)脫扣螺釘中心位置是否產(chǎn)生偏移：

10、若否，則輸出定位結(jié)果；

11、若是，則暫停當(dāng)前操作，生成調(diào)整策略；

12、脫扣螺釘控制單元，用于根據(jù)調(diào)整策略生成控制指令控制伺服電機(jī)對對準(zhǔn)脫扣螺釘?shù)奈恢眯畔⑦M(jìn)行軸向調(diào)整；

13、結(jié)果輸出單元，用于可視化輸出對準(zhǔn)脫扣螺釘?shù)亩ㄎ唤Y(jié)果。

14、優(yōu)選地，測試分析單元包括：

15、根據(jù)脫扣螺釘roi區(qū)域圖像的縱向位置坐標(biāo)參數(shù)和橫向位置坐標(biāo)參數(shù)設(shè)定多個關(guān)鍵點位；

16、分別計算脫扣螺釘roi區(qū)域圖像外輪廓的每個關(guān)鍵點位分別到脫扣螺釘roi區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點的距離參數(shù)集合，∈，其中，為關(guān)鍵點位總數(shù)；

17、獲取前個脫扣螺釘roi區(qū)域圖像外輪廓的每個關(guān)鍵點位分別到其對應(yīng)的脫扣螺釘roi區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點的距離參數(shù)集合。

18、優(yōu)選地，測試分析單元還包括：

19、獲取預(yù)設(shè)歷史時間段內(nèi)第個脫扣螺釘?shù)木嚯x集合內(nèi)的每個關(guān)鍵點位距離參數(shù)隨測試時間變化曲線參數(shù)集合，并將其作為樣本輸入到預(yù)設(shè)仿真測試模型中進(jìn)行測試分析并判斷當(dāng)前集合中的元素個數(shù)是否符合屬于預(yù)設(shè)閾值范圍的要求：

20、若是，則將每個脫扣螺釘中符合要求的元素個數(shù)和總元素的比值x的模擬比重作為定位參數(shù)輸出；

21、若否，則將每個脫扣螺釘中不符合要求的元素個數(shù)和總元素的比值x’的模擬比重作為預(yù)警值輸出。

22、優(yōu)選地，定位分析單元：

23、獲取當(dāng)前脫扣螺釘?shù)年P(guān)鍵點位數(shù)及對應(yīng)關(guān)鍵點位的定位參數(shù)；通過公式計算獲得定位狀態(tài)系數(shù)；

24、其中，；為視覺定位時間區(qū)間，且0＜＜；為預(yù)設(shè)函數(shù)；為標(biāo)準(zhǔn)定位參數(shù)；為預(yù)設(shè)定位參數(shù)偏差值；為預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)。

25、優(yōu)選地，視覺定位分析的結(jié)果包括：

26、將定位狀態(tài)系數(shù)與預(yù)設(shè)定位狀態(tài)系數(shù)閾值進(jìn)行比對：

27、若≥，則判斷當(dāng)前對準(zhǔn)脫扣螺釘中心位置產(chǎn)生偏移，生成調(diào)整策略。

28、優(yōu)選地，調(diào)整策略包括：

29、依據(jù)歷史伺服電機(jī)運動控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的初始荷載、初始對準(zhǔn)距離、初始對準(zhǔn)精度；

30、按照視覺定位分析結(jié)果對對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的初始荷載、初始對準(zhǔn)距離、初始對準(zhǔn)精度進(jìn)行調(diào)整。

31、優(yōu)選地，調(diào)整策略生成控制指令控制伺服電機(jī)對對準(zhǔn)脫扣螺釘?shù)奈恢眯畔⑦M(jìn)行軸向調(diào)整的方式為：

32、生成運動控制調(diào)整的控制指令：在規(guī)定的通電時間內(nèi)，根據(jù)圖像定位結(jié)果實現(xiàn)同心雙柔軸中心與螺釘中心位置跟蹤，伺服電機(jī)啟動實現(xiàn)同心雙柔軸沿z軸移動及旋轉(zhuǎn)組合運動，完成對準(zhǔn)脫扣螺釘?shù)恼{(diào)整動作。

33、優(yōu)選地，還包括自適應(yīng)單元，用于根據(jù)位置信息確定脫扣螺釘roi區(qū)域圖像在工業(yè)相機(jī)拍攝窗口的分布位置。

34、優(yōu)選地，自適應(yīng)單元包括：

35、獲取脫扣螺釘roi區(qū)域圖像的n個像素點，并確定roi區(qū)域圖像n個像素點的rgb紅色分量均值、rgb綠色分量均值、rgb藍(lán)色分量均值；

36、根據(jù)、及篩選獲取目標(biāo)脫扣螺釘?shù)臍v史rgb顏色分量均值區(qū)間，確定脫扣螺釘roi區(qū)域圖像關(guān)鍵點位的像素分布區(qū)間；

37、根據(jù)其關(guān)鍵點位的像素分布區(qū)間獲取脫扣螺釘roi區(qū)域圖像在工業(yè)相機(jī)拍攝窗口的分布位置。

38、本發(fā)明的有益效果：

39、（1）本發(fā)明通過設(shè)置測試分析單元基于位置信息獲取歷史脫扣螺釘roi區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點的距離參數(shù)集合，將其作為樣本，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等機(jī)器算法進(jìn)行定位測試的仿真模擬過程，并輸入預(yù)設(shè)仿真測試模型中進(jìn)行定位測試，實現(xiàn)定位參數(shù)的精確輸出過程。

40、（2）本發(fā)明通過設(shè)置定位分析單元結(jié)合圖像處理單元處理后的脫扣螺釘roi區(qū)域圖像和測試單元輸出的定位參數(shù)進(jìn)行視覺定位分析，判斷對準(zhǔn)脫扣螺釘頂部中心位置是否產(chǎn)生偏移，根據(jù)判斷的結(jié)果生成相應(yīng)的處理方式，判斷若否，則輸出定位結(jié)果；若是，則暫停當(dāng)前操作，生成調(diào)整策略；并根據(jù)判斷的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和下一步的控制，設(shè)置脫扣螺釘控制單元根據(jù)調(diào)整策略生成控制指令控制伺服電機(jī)對對準(zhǔn)脫扣螺釘?shù)奈恢眯畔⑦M(jìn)行軸向調(diào)整；通過脫扣螺釘控制單元進(jìn)行軸向調(diào)整保證對準(zhǔn)脫扣螺釘?shù)闹行奈恢茫瑢崿F(xiàn)對螺釘位置的精確定位和跟蹤過程。

41、當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上描述的所有優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述測試分析單元包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述測試分析單元還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位分析單元：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺定位分析的結(jié)果包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整策略包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整策略生成控制指令控制伺服電機(jī)對對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行軸向調(diào)整的方式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括自適應(yīng)單元，用于根據(jù)所述位置信息確定脫扣螺釘roi區(qū)域圖像在工業(yè)相機(jī)拍攝窗口的分布位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)單元包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及斷路器檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種斷路器脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)；包括：圖像識別單元通過Canny算法提取預(yù)處理后的脫扣螺釘ROI區(qū)域圖像外輪廓和脫扣螺釘ROI區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點；測試分析單元獲取歷史脫扣螺釘ROI區(qū)域圖像基準(zhǔn)中心點的距離參數(shù)集合的樣本，輸入預(yù)設(shè)仿真測試模型中進(jìn)行定位測試輸出定位參數(shù)；結(jié)合圖像處理單元處理后的脫扣螺釘ROI區(qū)域圖像和測試單元輸出的定位參數(shù)進(jìn)行視覺定位分析，判斷對準(zhǔn)脫扣螺釘中心位置是否產(chǎn)生偏移：若否，則輸出定位測試結(jié)果；若是，則暫停當(dāng)前操作，生成調(diào)整策略；脫扣螺釘控制單元根據(jù)調(diào)整策略生成控制指令控制伺服電機(jī)對對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行軸向調(diào)整。

技術(shù)研發(fā)人員：許一星,陳小勇,王育華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：帕斯卡電氣（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6