面向吊围栏弯型轮廓视觉测算的优化处理方法及系统与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及面向吊围栏弯型轮廓视觉测算的优化处理方法及系统。

背景技术：

1、吊围栏通常采用连续辊压或弯型设备加工，使工件横向截面形成预定的v形结构；现有检测方式多采用人工量具、样板或抽样测角，只能判断局部截面的开口角度，难以连续反映底部尖折、缓弯、弯折位置偏移及相邻截面过渡突变等问题。随着三维视觉技术的发展，可利用线激光轮廓相机对刚完成加工并位于传送带上的吊围栏进行连续扫描，获得沿工件长度方向分布的多个三维截面；然而，传送带运行产生的振动会造成相邻截面测算结果波动，容易与真实弯型变化混淆；因此，需要一种能够同时评价单截面实际弯折路线及连续截面形态过渡平滑度的视觉测算方法，以提高吊围栏在线弯型质量判断的准确性。

2、现有技术通常采用线激光或激光位移传感器，在工件成形或传送过程中采集横截面及整体三维点云，经定位、轮廓拟合或三维重建后，将实测轮廓与标准截面、标准模型进行比较，据此判断尺寸偏差、凹凸缺陷及轮廓变形。在吊围栏刚完成弯型并随传送带连续输送的场景下，现有技术通常仅依据单个截面的最终角度、尺寸或局部轮廓偏差进行判断，难以识别底部尖折、宽底缓弯、弯折位置偏移及局部回折等实际弯折路线异常；同时，传送带振动会使相邻扫描截面的测算结果出现短时交替波动，现有技术若直接比较相邻轮廓，容易将振动误判为真实形态突变，而采用简单平滑处理又可能削弱真实异常；因此，现有技术难以同时准确评价单截面弯折路线和连续截面之间的过渡平滑性，进而影响整件吊围栏弯型质量的判断及后续剔除和设备反馈处理。

技术实现思路

1、本发明提供面向吊围栏弯型轮廓视觉测算的优化处理方法及系统，以解决现有技术测算吊围栏弯型难以识别局部弯折导致结果不准确的问题，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了面向吊围栏弯型轮廓视觉测算的优化处理方法，该方法包括以下步骤：

3、通过三维线激光轮廓相机采集吊围栏在传送带上各扫描位置的若干三维轮廓点，得到各扫描位置的截面点集；

4、分析扫描位置的截面点集中沿y轴相邻轮廓点之间的轮廓段走向表现，得到各轮廓点的弯折转角累积量；基于各轮廓点的弯折转角累积量与标准v形轮廓下相应的标准弯折转角累积量之间的差异，获取各扫描位置截面的弯折路线偏离程度；

5、基于相机扫描间隔长度与传送带振动周期长度，获取各扫描位置的相邻扫描区间数量及局部分析区间；依据所述局部分析区间内相邻扫描位置截面的弯折路线偏离程度变化方向，获取各扫描位置的变化方向持续系数，结合各扫描位置的相邻扫描区间数量获取各扫描位置的截面形态过渡不平滑程度；

6、依据扫描位置截面的弯折路线偏离程度，以及截面形态过渡不平滑程度，结合传送带振动周期长度，获取各扫描位置的局部综合弯型异常量，进而得到吊围栏的最终弯型质量评价量。

7、可选的，所述得到各轮廓点的弯折转角累积量，包括的具体方法为：

8、将任一扫描位置作为当前位置，分析当前位置的截面点集中沿y轴相邻轮廓点之间的轮廓段与y轴的位置关系，获取各轮廓段的倾斜角；

9、获取当前位置的任一轮廓段对应相邻两个轮廓点的z轴坐标，若该两个轮廓点中相邻前一个轮廓点的z轴坐标大于相邻后一个轮廓点的z轴坐标，将所述倾斜角的相反数，作为该两个轮廓点中相邻前一个轮廓点的倾斜程度；若该两个轮廓点中相邻前一个轮廓点的z轴坐标小于相邻后一个轮廓点的z轴坐标，将所述倾斜角作为该两个轮廓点中相邻前一个轮廓点的倾斜程度；若该两个轮廓点的z轴坐标相等，将该两个轮廓点中相邻前一个轮廓点的倾斜程度设置为0；

10、将任一轮廓点的倾斜程度减去轮廓起点的倾斜程度得到的差值，与的比值，作为该轮廓点的弯折转角累积量。

11、可选的，所述各轮廓段的倾斜角，具体的获取方法为：

12、将当前位置的截面点集中所有轮廓点按照y轴坐标从小到大的顺序进行排列，最左侧的轮廓点为轮廓起点，最右侧的轮廓点为轮廓终点，得到当前位置的截面y轴轮廓点序列；

13、对于所述截面y轴轮廓点序列中相邻两个轮廓点，其连线构成该两个轮廓点的轮廓段，获取该轮廓段所在直线与y轴的夹角中的最小值，作为该轮廓段的倾斜角。

14、可选的，所述各扫描位置截面的弯折路线偏离程度，具体的获取方法为：

15、在吊围栏弯型轮廓中，依据历史若干标准v形轮廓获取当前位置的截面点集中各轮廓点对应的弯折转角累积量均值，作为当前位置的截面点集中各轮廓点的标准弯折转角累积量；

16、将当前位置的截面点集中各轮廓点的弯折转角累积量与其对应的标准弯折转角累积量的差值绝对值的均值，作为当前位置截面的弯折路线偏离程度。

17、可选的，所述各扫描位置的相邻扫描区间数量及局部分析区间，具体的获取方法为：

18、基于相机的扫描频率及传送带的运行速度，获取相机的扫描间隔长度；获取传送带的振动周期长度，将所述振动周期长度与所述扫描间隔长度的比值取整得到的结果，作为各扫描位置的相邻扫描区间数量；

19、获取所述相邻扫描区间数量与所述扫描间隔长度的乘积，作为各扫描位置的相邻扫描长度；

20、将当前位置的x轴坐标减去所述相邻扫描长度得到的差值到当前位置的x轴坐标对应的闭区间，作为当前位置的局部分析区间。

21、可选的，所述各扫描位置的变化方向持续系数，具体的获取方法为：

22、依据当前位置的局部分析区间内相邻扫描位置截面的弯折路线偏离程度，获取所述局部分析区间内各扫描位置的偏离程度变化量；将其中为正值的偏离程度变化量的累加和，作为当前位置的正向偏离累加量；将其中为负值的偏离程度的绝对值的累加和，作为当前位置的负向偏离累加量；将所述正向偏离累加量与所述负向偏离累加量的差值绝对值比上和值，得到的比值作为当前位置的变化方向持续系数。

23、可选的，所述获取所述局部分析区间内各扫描位置的偏离程度变化量，包括的具体方法为：

24、对于当前位置的局部分析区间中若干扫描位置，按照x轴坐标从小到大进行排序，将任一扫描位置截面的弯折路线偏离程度，减去相邻前一个扫描位置截面的弯折路线偏离程度得到的差值，作为该扫描位置的偏离程度变化量。

25、可选的，所述各扫描位置的截面形态过渡不平滑程度，具体的获取方法为：

26、将当前位置的局部分析区间各扫描位置的偏离程度变化量与所述扫描间隔长度的比值，作为各扫描位置的单位长度偏离变化率；

27、将所述局部分析区间内相邻扫描区间数量的扫描位置的单位长度偏离变化率的平方值的均值的开平方根，与当前位置的变化方向持续系数的乘积，作为当前位置的截面形态过渡不平滑程度。

28、可选的，所述各扫描位置的局部综合弯型异常量，具体的获取方法为：

29、将当前位置的截面形态过渡不平滑程度与所述传送带的振动周期长度的乘积，作为当前位置的截面形态变化程度；

30、将当前位置截面的弯折路线偏离程度与当前位置的截面形态变化程度的平方和的开平方根，作为当前位置的局部综合弯型异常量。

31、本发明还提出了面向吊围栏弯型轮廓视觉测算的优化处理系统，该系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

32、本发明的有益效果是：本发明对吊围栏弯型轮廓通过三维线激光轮廓相机进行轮廓点采取，并分别从截面自身成形偏差以及截面沿长度方向的衔接异常进行分析，分别获取各扫描位置截面的弯折路线偏离程度，以及截面形态过渡不平滑程度，综合反映扫描位置的局部综合弯型异常量，并以此评估整个吊围栏的最终弯型质量，以此避免现有技术难以同时准确评价单截面弯折路线和连续截面之间的过渡平滑性，进而影响整件吊围栏弯型质量的判断及后续剔除和设备反馈处理的问题；其中首先通过局部单个扫描位置下截面的横向轮廓的弯折表现进行分析，对相邻轮廓点进行轮廓段的横向倾斜分析，获取轮廓点的弯折转角累积量，并以此综合得到扫描位置截面的弯折路线偏离程度；考虑传送带振动对于吊围栏的往复影响，构建各扫描位置的局部分析区间，以此对局部分析区间内相邻扫描位置截面的弯折路线偏离程度进行连续变化分析，综合构建截面形态过渡不平滑程度，最终完成吊围栏弯型轮廓的优化质量评估。