基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统的制作方法

allin2025-12-26  22


本发明属于寻边雕刻机,尤其涉及基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统。


背景技术:

1、智能寻边雕刻机是一种利用人工智能技术进行自动寻边和雕刻的机器。它可以通过激光或光电传感器等感知装置,实时检测工件的边缘位置和形状,并根据预设的雕刻路径进行精确的切割和雕刻操作。智能寻边雕刻机的出现,使得雕刻工艺更加智能化、高效化,减少了人工操作的繁琐和错误率,提高了生产效率和产品质量。

2、智能寻边雕刻机的核心技术主要包括三维建模与扫描技术、机器视觉与图像处理技术、运动控制与路径规划技术、自动化与智能算法以及雕刻工具与材料技术。这些技术的应用和融合使得智能寻边雕刻机能够实现高效、精确的雕刻操作。机器视觉与图像处理技术:智能寻边雕刻机需要能够通过机器视觉技术对扫描得到的图像进行处理和分析,以提取出物体的边缘和轮廓信息,现有技术中使用基于颜色的边缘检测确定物品边缘特征的方法比较多,但是对于物品与扫描区域的颜色近似的物品确定的边缘特征不够精准,致使取出物品的边缘和轮廓信息模糊或者不够准确,现有技术也会采取其它特征对边缘轮廓进一步确定,这样对于智能寻边雕刻机投入的技术过多,成本较大,如果能够将图片纹理特征与色彩特征结合起来确定边缘轮廓,不仅能够精准的对物品的边缘轮廓确定,而且也会降低智能寻边雕刻机的技术投入成本。

3、为此本发明提供基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统。


技术实现思路

1、本发明目的在于提供基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,以解决背景技术中所提出的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明的具体技术方案如下:基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,包括:

3、图像采集单元:使用图像采集设备获取待处理的物体图像;

4、图像预处理单元:对采集到的图像进行预处理,即使用图像颜色特征模块分别对图像中的边缘扫描区颜色特征提取和对被雕刻物品颜色特征提取,并进一步的对扫描区和物品区的纹理值进行分析,得到不同区域的图像特征,并分别对不同的图像特征做色彩淡化处理和色彩增强处理,得到处理后的扫描区颜色特征zys标和处理后的物品颜色特征zys物;

5、边缘特征处理单元:基于扫描区颜色特征zys标和物品颜色特征zys物进行边缘特征提取,从而识别物体的边界;

6、特征匹配:将提取出的边缘特征与预设的模板进行匹配,以确定物体的位置和姿态。

7、优选的,所述图像预处理单元的具体步骤如下:

8、s1:提取图像的边缘颜色特征并标记为ys标,图像的边缘颜色特征为扫描区的颜色特征,同时提取被雕刻物品的颜色特征并标记为ys物;

9、s2:使用颜色直方图对ys标和ys物的颜色特征相似度进行比对,得到相似度值xs,若xs<ys,不作处理,若xs>ys,则根据bz标和wp物对应的图像纹理特征进一步分析,其中ys为相似度预设值;

10、s3:得到扫描区的图像特征的纹理值为wl标和物品的纹理值wl物,即扫描的图像特征为(ys标,wl标),物品的图像特征为(ys物,wl物),根据不同的图像特征使用特征处理算法分别对扫描区的颜色特征和物品的颜色特征分别做色彩淡化和色彩增强处理,得到处理后的扫描区颜色特征zys标和处理后的物品颜色特征zys物,特征处理算法的具体公式如下:

11、zys标=((ys标-1)*p)2

12、zys物=((ys物+1)*p)2

13、其中p为纹理特征系数,1为处理的色彩参数值。

14、优选的,所述边缘特征处理单元的具体步骤如下:

15、t1、根据扫描区颜色特征zys标和物品颜色特征zys物确定zys标和zys物的临界点mx,x表示不同的临界点,x=1、2、3...n,即临界点分别为m1、m2、m3...mn;

16、t2、计算出相邻临界点之间的距离sx-(x-1),如m1和m2之间距离为s2-1;

17、t3、判断sx-(x-1)与预设标准间距s标进行比较,当sx-(x-1)<s标,不作处理,当sx-(x-1)>s标,则说明该提取的该边缘特征存在断裂的缺口;

18、t4、基于t3中存在的断裂缺口,找到相应的两个临界点;

19、t5、基于t4中相邻的临界点修改特征处理算法中的参数值,即断裂缺口相邻的两个临界点的特征处理算法公式如下:

20、zys标=((ys标-2)*p)2

21、zys物=((ys物+2)*p)2

22、其中2为处理的色彩参数值。若sx-(x-1)>s标,参数值为1、2、...n,依次递增,直到sx-(x-1)<s标。

23、本发明的基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统具有以下优点:

24、1、通过对扫描区和物品分别进行颜色特征和纹理特征进行提取,得到不同的图像特征,再基于图像特征对色彩特征进行色彩改变处理,使扫描区和物品的色彩区分更加明显,因此仅使用色彩特征就能够对相近颜色的物品确定出边缘轮廓,且不需要在寻边雕刻机上增设过多的图像处理技术,降低了寻边雕刻机的技术投入成本。

25、2、通过逐步增加色彩参数值,可以对确定物品轮廓的缺口进行进一步弥补,也避免因首次确定的色彩参数值过大,导致颜色特征改变过大,致使最终确定的物品轮廓与原本的物品颜色差过大,从而影响后续对物品的雕刻。



技术特征:

1.基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,其特征在于:所述图像预处理单元的具体步骤如下:

3.根据权利要求1所述的基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,其特征在于:所述边缘特征处理单元的具体步骤如下:

4.根据权利要求3所述的基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,其特征在于:若sx-(x-1)>s标,参数值为1、2、...n,依次递增,直到sx-(x-1)<s标。


技术总结
本发明公开了基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,包括:图像采集单元、图像预处理单元:对采集到的图像进行预处理,即使用图像颜色特征模块分别对图像中的边缘扫描区颜色特征提取和对被雕刻物品颜色特征提取,并进一步的对扫描区和物品区的纹理值进行分析,得到不同区域的图像特征,并分别对不同的图像特征做色彩淡化处理和色彩增强处理。该基于智能寻边雕刻机扫描的机器视觉与图像处理系统,仅使用色彩特征就能够对相近颜色的物品确定出边缘轮廓,且不需要在寻边雕刻机上增设过多的图像处理技术,降低了寻边雕刻机的技术投入成本。

技术研发人员:张俊,杨再桃,庄晨焱
受保护的技术使用者:达邦(苏州)智能设备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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