片底类鞋底喷胶方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及制鞋技术领域，具体涉及一种片底类鞋底喷胶方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.中国是全球最大的鞋业生产和出口国，随着中国鞋业在设计、新材料开发、新技术的应用、自主品牌推广上投入加大及人才的成长，中国鞋业在材料、技术、设计上逐步缩小与发达国家的差距，并开始超越，未来中国鞋业必将成为世界鞋业的中心，并引领时尚潮流。一双鞋的诞生大致需要经历裁断、针车、鞋底成型、加帮成型等大约十几个大环节，其中对鞋底进行喷胶是所有鞋型都不可或缺的工序，鞋底需要经过喷处理剂、喷胶等生产流程，喷胶质量好坏事关成品鞋质量。
3.很多制鞋厂商的鞋底喷胶环节采用人工或者半自动化设备来完成，但人工刷胶效率不高且不稳定，刷胶厚度不均匀，容易产生溢胶、缺胶等问题，难以达到高质量要求，且生产环境有毒害物质对员工健康安全造成影响，鞋底喷胶工艺亟需进行自动化升级改造。全自动鞋底喷胶机随之应运而生，通过智能化、自动化、精细化生产模式，助力制鞋企业完成鞋底喷胶工艺的转型升级。
4.现有的全自动鞋底喷胶机利用双目结构光、线激光可以获得鞋底的点云图，在物料无序抓取、码垛中应用较广泛，其优势在于能够获取物品的深度信息，从二维平面到三维空间物品的信息也将变得透明，但是其价格昂贵，对于制鞋企业很难接受。
5.且制鞋工艺中，片底类鞋底很薄，边缘没有边墙阻挡，对喷胶的精度要求非常高，而胶宽受到行进速度、喷胶阀、胶压等影响严重，因此有些厂家的全自动鞋底喷胶机只适合做高帮类鞋底，而对于片底类鞋底却束手无策，鞋厂仍只能采用人工手动进行刷胶，自动化程度低。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种片底类鞋底喷胶方法、系统及存储介质，能大大降低全自动鞋底喷胶机的制作成本且喷胶效果佳。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种片底类鞋底喷胶方法，包括：
8.获取待喷胶的片底类鞋底图像；
9.根据片底类鞋底图像提取片底类鞋底的第一边缘轮廓，对所述第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线；
10.获得第二轮廓曲线对应的外接圆，所述外接圆与第二轮廓曲线的鞋尖和鞋尾相交于至少两个点，确定第二轮廓曲线的鞋尖点和鞋尾点的位置；在第二轮廓曲线的内部选取内部第一点和内部第二点，在所述第二轮廓曲线上确定起点跳跃点和收尾跳跃点；
11.喷胶的路径从内部第一点到起点跳跃点，沿着第二轮廓曲线顺时针或逆时针依次经过鞋尖点和鞋尾点，到达收尾跳跃点后回到内部第二点，将所述喷胶的路径分为多段，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度。
12.可选的，还包括：建立机器人坐标系，机器人坐标系的x轴、y轴与图像像素坐标系的列方向、行方向一致。
13.可选的，获取第一边缘轮廓的最小外接矩形并获取最小外接矩形角度deg，根据所述最小外接矩形角度调整圆弧插补的实际偏移值。
14.可选的，在鞋尖点前后进行喷胶时，进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度，设定鞋尖偏移值y
top
，当最小外接矩形角度为正值时，鞋尖喷胶实际偏移按照计算，其中index为点序号的索引值；
15.当最小外接矩形角度为负值时，鞋尖喷胶实际偏移按照
16.计算
17.可选的，获得第二轮廓曲线对应的外接圆的具体步骤包括：获取第二轮廓曲线数组数据(row1，column1)，以为圆心，以圆心和第二轮廓曲线之间的极大值为半径作一外接圆，其中第二轮廓曲线的鞋尖方向最大数组确定鞋尖(r
top
，c
top
)位置，第二轮廓曲线的鞋尾方向最大数组确定鞋尾(r
bottom
，c
bottom
)位置。
18.可选的，所述喷胶的路径包括六段，当喷胶方向为顺时针，第一段为内部第一点到起点跳跃点，行进速度设置高速；第二段为外圈起点跳跃点到鞋尾点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第三段为鞋尾点到鞋尖点后n个点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第四段为鞋尖点后n个点到鞋尖点前n个点，进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度；第五段为鞋尖点前n个点到收尾跳跃点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第六段为收尾跳跃点到内部第二点，行进速度设置高速；
19.当喷胶方向为逆时针，第一段为内部第一点到起点跳跃点，行进速度设置高速；第二段为外圈起点跳跃点到鞋尖点后n个点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第三段为鞋尖点后n个点到鞋尖前n个点，进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度；第四段为鞋尖点前n个点到鞋尾点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第五段为鞋尾点到收尾跳跃点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第六段为收尾跳跃点到内部第二点，行进速度设置高速。
20.可选的，获取所述内部第一点和内部第二点的具体方法包括：将第二轮廓曲线进行整体内部缩进形成第三轮廓曲线，确定第三轮廓曲线行方向的两个最值row
min
、row
max
，以及所对应列方向的值column
min
、column
max
，其中，当喷胶方向为顺时针时，记录为内部第一点(row
min
，column
min
)和内部第二点(row
max
，column
max
)；当喷胶方向为逆时针时，记录为内部第一点(row
max
，column
max
)和内部第二点(row
min
，column
min
)。
21.本发明实施例还提供了一种片底类鞋底喷胶系统，包括：
22.鞋底图像获取单元，用于获取待喷胶的片底类鞋底图像；
23.鞋底轮廓曲线获取单元，用于根据片底类鞋底图像提取片底类鞋底的第一边缘轮廓，对所述第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线；
24.特征点确定单元，用于确定获得第二轮廓曲线对应的外接圆，所述外接圆与第二
轮廓曲线的鞋尖和鞋尾相交于至少两个点，确定第二轮廓曲线的鞋尖点和鞋尾点的位置；在第二轮廓曲线的内部选取内部第一点和内部第二点，在所述第二轮廓曲线上确定起点跳跃点和收尾跳跃点；
25.喷胶路径规划单元，喷胶的路径从内部第一点到起点跳跃点，沿着第二轮廓曲线顺时针或逆时针依次经过鞋尖点和鞋尾点，到达收尾跳跃点后回到内部第二点，将所述喷胶的路径分为多段，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度。
26.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一项所述的方法。
27.本发明实施例还提供了一种电子系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行上述任一项所述的方法。
28.本发明有益效果在于：
29.本发明只需要通过使用传统的单目相机作为图像采集设备，获取待喷胶的片底类鞋底图像即可以生成喷胶路径规划，与现有的利用双目结构光、线激光获得产品的点云图，有效降低了设备成本，同时通过对片底类鞋底的第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线，利用第二轮廓曲线生成多个特征点，利用所述特征点生成多段喷胶路径，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度，使得最终的喷胶稳定性好，鲁棒性强，从而实现喷胶机器人精准喷胶。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明实施例的片底类鞋底喷胶方法的流程示意图；
32.图2是本发明实施例的片底类鞋底喷胶系统的结构示意图。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
34.请参考图1，本发明实施例的片底类鞋底喷胶方法包括：
35.步骤s100，获取待喷胶的片底类鞋底图像。
36.步骤s200，根据片底类鞋底图像提取片底类鞋底的第一边缘轮廓，对所述第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线；
37.步骤s300，获得第二轮廓曲线对应的外接圆，所述外接圆与第二轮廓曲线的鞋尖和鞋尾相交于至少两个点，确定第二轮廓曲线的鞋尖点和鞋尾点的位置；在第二轮廓曲线的内部选取内部第一点和内部第二点，在所述第二轮廓曲线上确定起点跳跃点和收尾跳跃
点；
38.步骤s400，喷胶的路径从内部第一点到起点跳跃点，沿着第二轮廓曲线顺时针或逆时针依次经过鞋尖点和鞋尾点，到达收尾跳跃点后回到内部第二点，将所述喷胶的路径分为多段，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度。
39.具体的，执行步骤s100，获取待喷胶的片底类鞋底图像。
40.待喷胶的片底类鞋底放在输送带上，电机作为动力装置，带动输送带旋转，输送鞋底至图像采集设备下，在对射传感器检测产品到位信号后，给图像采集设备发送拍照指令，由图像采集设备获取待喷胶的片底类鞋底图像。其中待喷胶的片底类鞋底尽可能鞋尖和鞋尾在同一个大致方向，以提高计算和喷胶效率。在其他实施例中，待喷胶的片底类鞋底也可以任意方向放置，不重叠即可。
41.对获取的待喷胶的片底类鞋底图像，设定待喷胶的片底类鞋底的roi感兴趣区域，从原始图像中截取roi图像，得到roi图像，通过排除其它区域干扰，提高算法处理速度。
42.进一步的，获取所述待喷胶的片底类鞋底图像的尺寸大小，包括图像的宽和高，为后续步骤做铺垫。
43.执行步骤s200，根据片底类鞋底图像提取片底类鞋底的第一边缘轮廓，对所述第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线。
44.在本发明实施例中，在截取的rio图像中，利用目标对象与背景不同，通过设定筛选值，在像素突变处提取片底类鞋底的第一边缘轮廓edge。所述第一边缘轮廓edge即为待喷胶的片底类鞋底的边缘轮廓。然后对所述第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线，其中缩进的尺寸为需要参考实际胶宽尺寸，若胶宽为d，则第二轮廓曲线实际需要内部缩进而当单像素精度为p像素/mm，那么内部缩进可确定为像素，即得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线。
45.由于片底类鞋底很薄，边缘没有边墙阻挡，对喷胶的精度要求非常高，而胶宽受行进速度、喷胶阀、胶压等影响严重，容易产生溢胶、缺胶等问题，难以达到高质量要求。在本发明实施例中，利用胶宽和像素精度确定缩进的尺寸，既能保证喷胶的外边缘与第一边缘轮廓基本一致，不会存在缺胶的问题，也不会导致喷胶点过于靠近边缘导致溢胶的问题。
46.在本实施例中，建立机器人坐标系，其中机器人坐标系的x轴、y轴与图像像素坐标系的列方向、行方向一致。且在获得片底类鞋底的第一边缘轮廓后，计算第一边缘轮廓最小外接矩形，获得最小外接矩形角度deg，所述最小外接矩形角度范围为[-90
°
， 90
°
]，所述最小外接矩形角度为最小外接矩形的长边与y轴的夹角，后续根据所述最小外接矩形角度调整圆弧插补的实际偏移值。且鞋底摆放姿态，在机器人坐标系中鞋尖大致朝向行像素正方向，即y轴方向。
[0047]
在其他实施例中，系统也可以通过设置使得机器人坐标系中鞋尖大致朝向列像素正方向。
[0048]
执行步骤s300，获得多个喷胶路径的特征点。
[0049]
由于喷胶机器人开胶一瞬间，喷嘴压力从0增大到设定值，会出现炸胶情况，因此开胶位置不能出现在鞋底边缘位置，需要考虑在内部进行炸胶，因此在本发明选择在鞋底内部设置内部第一点和内部第二点，作为喷胶路径的开始和结束。
[0050]
其中，获取所述内部第一点和内部第二点的具体方法包括：将第二轮廓曲线进行整体内部缩进形成第三轮廓曲线，可以为内部缩进2～4倍，然后确定第三轮廓曲线行方向的两个最值row
min
、row
max
，以及所对应列方向的值column
min
、column
max
，其中，当喷胶方向为顺时针时，记录为内部第一点(row
min
，column
min
)和内部第二点(row
max
，column
max
)；当喷胶方向为逆时针时，记录为内部第一点(row
max
，column
max
)和内部第二点(row
min
，column
min
)。上述两个点由于与边缘的位置都可控，因此通过合理地设置缩进倍数，既能保证内部第一点和内部第二点与第一边缘轮廓有一定的距离，不会因为炸胶而导致边缘漏胶，且两个点也不会靠的太近，避免局部胶水过多。
[0051]
同时，在获取了第二轮廓曲线的全部数组数据(row1，column1)后，以为圆心，以圆心和第二轮廓曲线之间的极大值为半径作一外接圆，该外接圆必然与鞋尖和鞋尾相交于至少两个点；其中第二轮廓曲线的鞋尖方向最大数组确定鞋尖(r
top
，c
top
)位置，第二轮廓曲线的鞋尾方向最大数组确定鞋尾(r
bottom
，c
bottom
)位置。
[0052]
在本实施例中，当鞋尖朝向行像素正方向时，交点数组中行方向最大的数据为鞋尖，从而可以确定鞋尖(r
top
，c
top
)像素值；在第二轮廓曲线中确定鞋尖(r
top
，c
top
)；行方向最小的数据为鞋尾，从而确定鞋尾(r
bottom
，r
bottom
)像素值。
[0053]
此外，在所述第二轮廓曲线靠近内部第一点和内部第二点的位置，还设置有起点跳跃点和收尾跳跃点。
[0054]
步骤s400，喷胶的路径从内部第一点到起点跳跃点，沿着第二轮廓曲线顺时针或逆时针依次经过鞋尖点和鞋尾点，到达收尾跳跃点后回到内部第二点，将所述喷胶的路径分为多段，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度。
[0055]
在本发明实施例中，所述喷胶的路径为顺时针喷胶，包括六段，当喷胶方向为顺时针，第一段为内部第一点到起点跳跃点，行进速度设置高速；第二段为外圈起点跳跃点到鞋尾点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第三段为鞋尾点到鞋尖点后n个点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第四段为鞋尖点后n个点到鞋尖点前n个点，进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度；第五段为鞋尖点前n个点到收尾跳跃点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第六段为收尾跳跃点到内部第二点，行进速度设置高速。
[0056]
具体的，第一段为内部第一点到第二轮廓曲线的起点跳跃点，内部第一点需要精确到达，且由于内部第一点到起点跳跃点之间喷胶的宽度厚度没有要求，因此机器人行进速度可设置高速。
[0057]
第二段为外圈起点跳跃点到鞋尾点，为鞋子左半边的一部分，机器人采用圆弧插补方式，使得喷涂更加流畅，其速度可根据实际胶宽尺寸进行调整，在左半边路径中，可设定x
left
的方向偏移值，若x正方向为与机器人坐标系的列方向一致，左半边喷胶时向内移动需要 x
left
，往外移动需要-x
left
。
[0058]
第三段为鞋尾点到鞋尖点后n个点，为鞋子右半边的一部分点，机器人采用圆弧插补方式，使得喷涂更加流畅，其速度可根据实际胶宽尺寸进行调整，左右速度可设定为不同值；在右半边路径中，可设定x
right
的方向偏移值，往内移动需要-x
right
，往外移动需要
x
right
。
[0059]
第四段为鞋尖点后n个点到鞋尖点前n个点，进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度。由于大部份鞋的鞋尖的尖锐度比鞋尾更大，特别是一些女性的高跟鞋鞋尖，采用通常的喷胶方法，鞋尖转角越大，与直线下喷射胶宽相比会变窄，容易出现缺胶，因此单独对鞋尖点前后2n个点进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度。
[0060]
在鞋尖点前后2n个点进行喷胶时，设定鞋尖偏移值y
top
，当最小外接矩形角度为正值时，鞋尖喷胶实际偏移按照计算；
[0061]
当最小外接矩形角度为负值时，鞋尖喷胶实际偏移按照计算，其中index为点序号的索引值。
[0062]
第五段为鞋尖点前n个点到收尾跳跃点，为鞋子左半边一部分点，机器人采用圆弧插补方式，使得喷涂更加流畅，其速度可根据实际胶宽尺寸进行调整；
[0063]
第六段为收尾跳跃点到内部第二点，由于收尾跳跃点到内部第二点之间喷胶的宽度厚度没有要求，机器人行进速度可设置高速。
[0064]
在其他实施例中，所述喷胶的路径为逆时针喷胶，第一段为内部第一点到起点跳跃点，行进速度设置高速；第二段为外圈起点跳跃点到鞋尖点后n个点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第三段为鞋尖点后n个点到鞋尖前n个点，进行变速与偏移，执行鞋尖行进速度；第四段为鞋尖点前n个点到鞋尾点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第五段为鞋尾点到收尾跳跃点，采用圆弧插补方式，其速度根据实际曲线圆弧进行调整；第六段为收尾跳跃点到内部第二点，行进速度设置高速。
[0065]
在其他实施例中，利用更多的特征点，所述喷胶的路径也可以分成更多的段数，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度，使得最终的喷胶稳定性好，鲁棒性强，从而实现喷胶机器人精准喷胶。
[0066]
此外，本发明实施例还提供了一种片底类鞋底喷胶系统，请参考图2，包括：
[0067]
鞋底图像获取单元10，用于获取待喷胶的片底类鞋底图像；
[0068]
鞋底轮廓曲线获取单元20，用于根据片底类鞋底图像提取片底类鞋底的第一边缘轮廓，对所述第一边缘轮廓进行整体内部缩进，得到整体内部缩进后的第二轮廓曲线；
[0069]
特征点确定单元30，用于确定获得第二轮廓曲线对应的外接圆，所述外接圆与第二轮廓曲线的鞋尖和鞋尾相交于至少两个点，确定第二轮廓曲线的鞋尖点和鞋尾点的位置；在第二轮廓曲线的内部选取内部第一点和内部第二点，在所述第二轮廓曲线上确定起点跳跃点和收尾跳跃点；
[0070]
喷胶路径规划单元40，喷胶的路径从内部第一点到起点跳跃点，沿着第二轮廓曲线顺时针或逆时针依次经过鞋尖点和鞋尾点，到达收尾跳跃点后回到内部第二点，将所述喷胶的路径分为多段，采用圆弧插补方式根据每一段的实际曲线圆弧确定喷胶机器人行进速度。
[0071]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述片底类鞋底喷胶方法。
[0072]
本发明实施例还提供了一种电子系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并
可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行上述片底类鞋底喷胶方法。
[0073]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0074]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0075]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0076]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0077]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。