一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法和系统与流程

1.本发明属于视觉检测技术和卷烟设备领域，尤其涉及一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法和系统。


背景技术：

2.成熟的视觉检测技术广泛应用于工业生产中，对于视觉检测的触发分为外部触发(硬触发)与内部触发(软触发)。在实际应用中，视觉检测采用硬触发时，外部光纤检测到相机拍照时间等时间的总和，有一定的时间差；如果采用软触发，一般采集设备的编码器信号作为软触发信号，此时，采集编码器信号、程序执行时间和相机拍照时间等时间总和，也有一定的时间差。无论采用硬硬发或软触发，都有一个时间差，时间差虽然很短，但设备处于运动中，所检测物体的运动速度较快，就导致检测物体拍照出现位置偏移。当设备处于匀速运行时，硬触发与软触发的效果基本一致，所检测物体的视觉检测偏移基本相同且较小；当设备处于变速运动中时，两种触发检测的视觉检测会出现一定的偏移。在变速运动中，由于设备运行速度变化，所拍摄的产品图像都存在一定程度的视觉偏移，容易产生检测的误剔或者漏检，大大降低视觉检测的精度，尤其在设备频繁变速运动中，视觉检测的这种偏移现象更为明显。
3.目前视觉检测的定位研究较成熟的是图像匹配技术，图像匹配常采用相关系数模板匹配算法，其算法逻辑如下图3所示。
4.现有技术的缺点：
5.(1)图像匹配算法对目标区域内的图像进行二值化处理、图像特征模板归一化计算，所以图像匹配的计算量大,匹配时间用时长。在检测中，若图像匹配的检测窗口较多，增加检测处理时间，易导致检测处理控制器死机、检测卡死等问题。
6.(2)在变速运动中，检测偏移量波动剧烈，图像匹配运算时间增加，容易导致图像匹配的精度下降，降低视觉检测的效果，从而增加产品的质量风险。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提出一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法和系统的技术方案，以解决上述技术问题。
8.本发明第一方面公开了一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法，所述方法包括：
9.步骤s1、采集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1；
10.步骤s2、应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1计算得到设备的运行状态的判断变量；
11.步骤s3、应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k；
12.步骤s4、根据判断变量，判断设备的运行状态；
13.步骤s5、根据设备的运行状态，应用所述检测偏移补偿系数k和参考坐标(x0,y0)，计算得到检测偏移量；
14.步骤s6、将所述参考坐标与所述检测偏移量相加，得到新的参考坐标。
15.根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s2中，所述应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值a1计算得到设备的运行状态的判断变量的方法包括：
16.应用所述下一个周期内的值a1减去所述一个周期内的值a0，得到设备的运行状态的判断变量
△
a，即
△
a＝a
1-a0。
17.根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s3中，所述应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k的方法包括：
18.应用所述判断变量
△
a除以所述一个周期内的值a0，再取负，得到所诉检测偏移补偿系数k，即k＝
‑△
a/a0。
19.根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s4中，所述根据判断变量，判断设备的运行状态的方法包括：
20.若
△
a＝0，则表明a1＝a0，此时设备处于匀速运动状态；
21.若
△
a＞0，则表明a1＞a0，此时设备处于加速运动状态；
22.若
△
a＜0，则表明a1＜a0，此时设备处于减速运动状态。
23.根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s5中，在所述加速运动状态，计算得到检测偏移量的方法包括：
24.采集的图像相对于标准图像向后偏移，检测偏移补偿系数k＜0，检测偏移量为：
△
x＝x0*k。
25.根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s5中，在所述减速运动状态，计算得到检测偏移量的方法包括：
26.采集的图像相对于标准图像向前偏移，检测偏移补偿系数k＞0，检测偏移量为：
△
x＝x0*k。
27.根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s5中，由于图像只存在x轴方向的偏移，故不计算y轴方向的偏移量。
28.本发明第二方面公开了一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的系统，所述系统包括：
29.第一处理模块，被配置为，采集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1；
30.第二处理模块，被配置为，应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1计算得到设备的运行状态的判断变量；
31.第三处理模块，被配置为，应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k；
32.第四处理模块，被配置为，根据判断变量，判断设备的运行状态；
33.第五处理模块，被配置为，根据设备的运行状态，应用所述检测偏移补偿系数k和参考坐标(x0,y0)，计算得到检测偏移量；
34.第六处理模块，被配置为，将所述参考坐标与所述检测偏移量相加，得到新的参考坐标。
35.本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法中的步骤。
36.本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法中的步骤。
37.本发明提出的方案，对设备运行状态判断的基础上进行检测偏移量补偿计算，根据图像特征匹配跟踪定位方法，通过对特征图案进行定位，并以此坐标为参考坐标，并根据计算出的偏移系数进行偏移计算，其余检测框根据特征图像坐标进行跟踪定位，降低偏移量波动，提高视觉检测在变速运动中的检测定位精度；同时，增加中断触发拍照信号，从而减少从触发到拍照完成所产生的时间误差，时间误差越短，受设备运行速度的影响越小，图像偏移量也越少，对变速运动中视觉检测的检测精度起到一定的提升与推动作用。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
39.图1为根据本发明实施例的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法的流程图；
40.图2为根据本发明实施例的设备运动状态及偏移系数判断逻辑图；
41.图3为根据背景技术的图像模板匹配算法基本逻辑图；
42.图4为根据本发明实施例的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的系统的结构图；
43.图5为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本发明第一方面公开了一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法。图1为根据本发明实施例的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
46.步骤s1、采集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值a1；
47.步骤s2、应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1计算得到设备的运行状态的判断变量；
48.步骤s3、应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k；
49.步骤s4、根据判断变量，判断设备的运行状态；
50.步骤s5、根据设备的运行状态，应用所述检测偏移补偿系数k和参考坐标(x0,y0)，计算得到检测偏移量；
51.步骤s6、将所述参考坐标与所述检测偏移量相加，得到新的参考坐标。
52.在步骤s2，应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1计算得到设备的运行状态的判断变量。
53.在一些实施例中，如图2所示，在所述步骤s2中，所述应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值a1计算得到设备的运行状态的判断变量的方法包括：
54.应用所述下一个周期内的值a1减去所述一个周期内的值a0，得到设备的运行状态的判断变量
△
a，即
△
a＝a
1-a0。
55.在步骤s3，应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k。
56.在一些实施例中，如图2所示，在所述步骤s3中，所述应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k的方法包括：
57.应用所述判断变量
△
a除以所述一个周期内的值a0，再取负，得到所诉检测偏移补偿系数k，即k＝
‑△
a/a0。
58.在步骤s4，根据判断变量，判断设备的运行状态。
59.在一些实施例中，如图2所示，在所述步骤s4中，所述根据判断变量，判断设备的运行状态的方法包括：
60.若
△
a＝0，则表明a1＝a0，此时设备处于匀速运动状态；
61.若
△
a＞0，则表明a1＞a0，此时设备处于加速运动状态；
62.若
△
a＜0，则表明a1＜a0，此时设备处于减速运动状态。
63.在步骤s5，根据设备的运行状态，应用所述检测偏移补偿系数k和参考坐标(x0,y0)，计算得到检测偏移量。
64.在一些实施例中，在所述步骤s5中，为降低变速运动中视觉检测的偏移量，在设备加速与减速运动中的偏移量
△
x进行比列系数补偿，以图像的特征图像坐标为参考坐标(x0，y0)，由于图像只存在x方向的偏移，故不计算y方向的偏移；
65.在所述加速运动状态，计算得到检测偏移量的方法包括：
66.采集的图像相对于标准图像向后偏移，检测偏移补偿系数k＜0，检测偏移量为：
△
x＝x0*k。
67.在所述减速运动状态，计算得到检测偏移量的方法包括：
68.采集的图像相对于标准图像向前偏移，检测偏移补偿系数k＞0，检测偏移量为：
△
x＝x0*k。
69.在步骤s6，将所述参考坐标与所述检测偏移量相加，得到参考坐标。
70.具体的，以图案特征位置坐标为参考坐标(x0，y0)，并根据设备运动状态进行检测偏移量补偿计算参考坐标(x0
△
x，y0)，其他检测框以图案特征位置坐标为参考坐标进行跟踪定位，通过位置坐标跟随，降低变速运动下检测偏移量波动，从而提高检测的精准性；同时增加中断触发拍照脉冲信号，该信号可不受程序扫描时间的影响，从而减少从触发到拍照完成所产生的时间误差，时间误差越短，受设备运行速度的影响越小，图像偏移量也越
少。
71.综上，本发明提出的方案能够对设备运行状态判断的基础上进行检测偏移量补偿计算，根据图像特征匹配跟踪定位方法，通过对特征图案进行定位，并以此坐标为参考坐标，并根据计算出的偏移系数进行偏移计算，其余检测框根据特征图像坐标进行跟踪定位，降低偏移量波动，提高视觉检测在变速运动中的检测定位精度；同时，增加中断触发拍照信号，从而减少从触发到拍照完成所产生的时间误差，时间误差越短，受设备运行速度的影响越小，图像偏移量也越少，对变速运动中视觉检测的检测精度起到一定的提升与推动作用。
72.本发明第二方面公开了一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的系统。图4为根据本发明实施例的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的系统的结构图；如图4所示，所述系统100包括：
73.第一处理模块101，被配置为，采集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1；
74.第二处理模块102，被配置为，应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值a1计算得到设备的运行状态的判断变量；
75.第三处理模块103，被配置为，应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k；
76.第四处理模块104，被配置为，根据判断变量，判断设备的运行状态；
77.第五处理模块105，被配置为，根据设备的运行状态，应用所述检测偏移补偿系数k和参考坐标(x0,y0)，计算得到检测偏移量；
78.第六处理模块106，被配置为，将所述参考坐标与所述检测偏移量相加，得到新的参考坐标。
79.根据本发明第二方面的系统，所述第二处理模块102具体被配置为，如图2所示，所述应用所述集编码器在一个周期内的值a0和下一个周期内的值为a1计算得到设备的运行状态的判断变量的方法包括：
80.应用所述下一个周期内的值a1减去所述一个周期内的值a0，得到设备的运行状态的判断变量
△
a，即
△
a＝a
1-a0。
81.根据本发明第二方面的系统，所述第三处理模块103具体被配置为，如图2所示，所述应用所述判断变量和所述一个周期内的值a0计算得到检测偏移补偿系数k的方法包括：
82.应用所述判断变量
△
a除以所述一个周期内的值a0，再取负，得到所诉检测偏移补偿系数k，即k＝
‑△
a/a0。
83.根据本发明第二方面的系统，所述第四处理模块104具体被配置为，如图2所示，所述根据判断变量，判断设备的运行状态的方法包括：
84.若
△
a＝0，则表明a1＝a0，此时设备处于匀速运动状态；
85.若
△
a＞0，则表明a1＞a0，此时设备处于加速运动状态；
86.若
△
a＜0，则表明a1＜a0，此时设备处于减速运动状态。
87.根据本发明第二方面的系统，所述第五处理模块105具体被配置为，为降低变速运动中视觉检测的偏移量，在设备加速与减速运动中的偏移量
△
x进行比列系数补偿，以图像的特征图像坐标为参考坐标(x0，y0)，由于图像只存在x方向的偏移，故不计算y方向的偏移；
88.在所述加速运动状态，计算得到检测偏移量的方法包括：
89.采集的图像相对于标准图像向后偏移，检测偏移补偿系数k＜0，检测偏移量为：
△
x＝x0*k。
90.在所述减速运动状态，计算得到检测偏移量的方法包括：
91.采集的图像相对于标准图像向前偏移，检测偏移补偿系数k＞0，检测偏移量为：
△
x＝x0*k。
92.根据本发明第二方面的系统，所述第六处理模块106具体被配置为，以图案特征位置坐标为参考坐标(x0，y0)，并根据设备运动状态进行检测偏移量补偿计算参考坐标(x0
△
x，y0)，其他检测框以图案特征位置坐标为参考坐标进行跟踪定位，通过位置坐标跟随，降低变速运动下检测偏移量波动，从而提高检测的精准性；同时增加中断触发拍照脉冲信号，该信号可不受程序扫描时间的影响，从而减少从触发到拍照完成所产生的时间误差，时间误差越短，受设备运行速度的影响越小，图像偏移量也越少。
93.本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本发明公开第一方面中任一项的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法中的步骤。
94.图5为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图，如图5所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、近场通信(nfc)或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
95.本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本技术方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
96.本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本发明公开第一方面中任一项的一种降低在变速运动中视觉检测偏移量的方法中的步骤。
97.请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。