基于Hough變換的螺母定位研究

屈 強(qiáng)，金惠蘭（通訊作者）

（天津農(nóng)學(xué)院 天津 300384）

1 引言

工業(yè)生產(chǎn)中利用機(jī)器代替人工進(jìn)行上下物料，需要對物料進(jìn)行定位。機(jī)器人手臂要通過視覺系統(tǒng)進(jìn)行螺母定位并精確抓取目標(biāo)物，需要精確獲取螺母的中心位置。

2 分割背景和螺母

根據(jù)已獲得的深度圖像數(shù)據(jù)利用MATLAB軟件還原數(shù)據(jù)圖像，分割背景和螺母，得到圖1。

圖1 螺母深度圖數(shù)據(jù)處理結(jié)果

3 圖像的預(yù)處理

圖1所獲取的圖像由于受到種種條件限制，往往不能在機(jī)器視覺系統(tǒng)中直接使用，必須對原始圖像進(jìn)行校正、噪聲過濾等圖像預(yù)處理[1]因此，我們采用MATLAB軟件對所獲取的圖像進(jìn)行灰度化、二值化、圖像增強(qiáng)、邊緣檢測等相關(guān)處理。見圖2。

圖2 平鋪螺母邊緣化圖

4 基于Hough變換確定中心坐標(biāo)

經(jīng)過以上處理后的圖形可以認(rèn)為六邊形的螺母邊緣己經(jīng)弱化近乎為一個(gè)圓。那么，尋找六邊形螺母的中心點(diǎn)即可轉(zhuǎn)化為尋找圓心。Hough變化是目前應(yīng)用最為廣泛的圓檢測方法。

Hough算法：Hough變換的圓檢測，基于將搜索空間由三維降到二維。檢測圓的圓心坐標(biāo)、半徑的確立，是根據(jù)圓的幾何性質(zhì)，即圓周上任意兩條不平行弦的中垂線相交于圓心來確定圓的三個(gè)參數(shù)的[2]?；贖ough變換，應(yīng)用MATLAB軟件對圖像處理，結(jié)果如圖3所示。

圖3 螺母中心位置確定

得到各圓心的像素坐標(biāo)為（183.1977，152.2460）、（268.7268，237.6105）、（189.9562，298.4870）、（106.6900，303.3642）、（317.9653，357.4308）、（235.5794，411.3455）、（155.4681，428.1933）。

應(yīng)用像素坐標(biāo)與物理坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)化[3]，可得各點(diǎn)物理坐標(biāo)如表1所示。

表1 平放螺母中心坐標(biāo)

5 結(jié)論

本文只對平放螺母進(jìn)行了定位研究，對于疊放螺母定位問題將在另文中進(jìn)行探討?？傊ㄟ^建立基于Hough變換的定位系統(tǒng)，用機(jī)器代替人眼完成測試和判斷，可以使得生產(chǎn)線的自動(dòng)化和智能化程度大大提高。

[1]李睿.基于機(jī)器視覺的螺母定位系統(tǒng)[J].機(jī)床與液壓，，2013，12.第41卷（23）.

[2]葉峰.基于有序Hough變換的快速圓檢測算法[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2014.05.

[3]王恒.基于改進(jìn)Hough變換的圓形物體檢測[J].東北大學(xué)，2005，11.