基于Hough變換的螺母定位研究

屈 強，金惠蘭（通訊作者）

（天津農學院 天津 300384）

1 引言

工業生產中利用機器代替人工進行上下物料，需要對物料進行定位。機器人手臂要通過視覺系統進行螺母定位并精確抓取目標物，需要精確獲取螺母的中心位置。

2 分割背景和螺母

根據已獲得的深度圖像數據利用MATLAB軟件還原數據圖像，分割背景和螺母，得到圖1。

圖1 螺母深度圖數據處理結果

3 圖像的預處理

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

經過以上處理后的圖形可以認為六邊形的螺母邊緣己經弱化近乎為一個圓。那么，尋找六邊形螺母的中心點即可轉化為尋找圓心。Hough變化是目前應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、半徑的確立，是根據圓的幾何性質，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參數的[2]。基于Hough變換，應用MATLAB軟件對圖像處理，結果如圖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）。

應用像素坐標與物理坐標之間的轉化[3]，可得各點物理坐標如表1所示。

表1 平放螺母中心坐標

5 結論

本文只對平放螺母進行了定位研究，對于疊放螺母定位問題將在另文中進行探討。總之，通過建立基于Hough變換的定位系統，用機器代替人眼完成測試和判斷，可以使得生產線的自動化和智能化程度大大提高。

[1]李睿.基于機器視覺的螺母定位系統[J].機床與液壓，，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].儀器儀表學報，2014.05.

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