CN113470019B - 一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及*** - Google Patents

一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及***。该方法包括：提取治具板图像中的钻石排列图像。连接钻石排列图像中属于同一邻域的空置孔，获得包含空置孔分布指标的空置孔判断区域。根据治具板图像中的钻石连通域获得未排列钻石数量。根据空置孔数量、空置孔分布指标和未排列钻石数量获得控制指标，根据控制指标判断是否继续运行自动排列机。若继续工作，根据每个抖动方向的空置孔方向优选度和钻石方向优选度判断抖动方向，通过预设抖动幅度向抖动方向抖动。本发明实根据治具板上钻石的分布智能控制自动排列机的运行，通过控制机器开关和运行幅度提高了工作效率，降低了工作成本。

Description

一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及***
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及***。
背景技术
钻石的摆放与排列可以便于钻石贸易、钻石检测等。钻石的摆放与排列除了人工排列外，常用多种机械装置进行。自动排列机可以自动将微型钻石有序的排列，对需要整理排列的钻石倒入自动排列机的治具板中，通过排列机的抖动和震动使钻石落入治具板上的排列孔内，实现钻石的自动排列。
自动排列机在进行钻石排列工作中，只能按照预先设定好的震动幅度和抖动方向进行抖动，无法根据钻石在治具板上的排列情况进行智能调节。当少量钻石未进入排列孔内时，此时人工效率大于机械效率，自动排列机无法及时自动停止，增加了工作成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及***，所采用的技术方案具体如下：
本发明提出了一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，所述方法包括：
获取治具板图像；提取所述治具板图像中的钻石排列图像；所述钻石排列图像中每个像素点代表治具板上的一个排列孔；所述排列孔包括钻石孔和空置孔；
连接属于同一邻域的所述空置孔，获得空置孔连接结构；根据所述空置孔连接结构获得空置孔判断区域；根据所述空置孔判断区域内所述空置孔的数量占比获得空置孔分布指标；
根据所述治具板图像获得钻石连通域；根据所述钻石连通域的面积获得未排列钻石数量；
根据空置孔数量、所述空置孔分布指标和所述未排列钻石数量获得控制指标；
当所述控制指标大于预设控制阈值时，在所述钻石排列图像中建立坐标系，在所述坐标系上设置抖动方向，根据所述空置孔判断区域的位置和所述空置孔分布指标获得每个所述抖动方向的空置孔方向优选度；获取未排列钻石的钻石向量，根据所述空置孔分布指标和所述空置孔判断区域到所述钻石向量的距离获得每个所述抖动方向的钻石方向优选度；当最大所述钻石方向优选度大于预设优选度阈值时，根据预设第一幅度控制自动排列机向最大所述钻石方向对应的所述抖动方向抖动；当所述钻石方向优选度不大于预设优选度阈值时，根据预设第二幅度控制所述自动排列机向最大所述空置孔方向优选度对应的所述抖动方向抖动；所述第一幅度小于所述第二幅度；当所述控制指标不大于所述控制阈值时，停止所述自动排列机。
进一步地，所述提取所述治具板图像中的钻石排列图像包括：
将所述治具板图像输入预先训练好的钻石分割网络中，输出钻石图像；将所述钻石图像与与背景图像相乘，获得所述钻石排列图像；所述背景图像为不包含钻石信息的所述空置孔的排列图像。
进一步地，所述根据所述空置孔判断区域内所述空置孔的数量占比获得空置孔分布指标包括：通过空置孔分布指标公式获取所述空置孔分布指标；所述空置孔分布指标公式包括：
Figure 356665DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为所述空置孔分布指标，
Figure 989771DEST_PATH_IMAGE004
为所述空置孔的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所述空置孔判断区域内所述排列孔的数量，
Figure 496976DEST_PATH_IMAGE006
为所述钻石排列图像中所述排列孔的数量。
进一步地，所述根据所述钻石连通域的面积获得未排列钻石数量包括：
以所述钻石孔的面积作为单个钻石面积；根据所述钻石连通域的面积和所述单个钻石面积获得钻石总数量；以所述钻石总数量和所述钻石孔的数量差值作为所述未排列钻石数量。
进一步地，所述根据所述钻石连通域的面积获得未排列钻石数量包括：通过所述未排列钻石数量公式获得所述未排列钻石数量；所述未排列钻石数量公式为：
Figure 365575DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为所述未排列钻石数量，
Figure 212308DEST_PATH_IMAGE010
为所述钻石连通域的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为第
Figure 78633DEST_PATH_IMAGE012
个所述钻石连通域的面积，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为所述单个钻石数量，
Figure 620604DEST_PATH_IMAGE014
为数量增量，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为所述钻石孔的数量。
进一步地，所述根据空置孔数量、所述空置孔分布指标和所述未排列钻石数量获得控制指标包括：根据控制指标公式获得所述控制指标；所述控制指标公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 433839DEST_PATH_IMAGE018
为所述控制指标，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为所述空置孔判断区域的数量，
Figure 259713DEST_PATH_IMAGE020
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE021
个所述空置孔判断区域的所述空置孔分布指标，
Figure 296939DEST_PATH_IMAGE009
为未排列钻石数量，
Figure 450840DEST_PATH_IMAGE022
为所述空置孔的数量。
进一步地，所述获取未排列钻石的钻石向量包括：
裁剪所述治具板图像，获得未排列钻石图像；将所述未排列钻石图像送入钻石向量检测网络中，输出所述钻石向量；所述钻石向量的方向为钻石端面指向钻石尖端的方向。
进一步地，所述根据所述空置孔判断区域的位置和所述空置孔分布指标获得每个所述抖动方向的空置孔方向优选度包括：获得所述空置孔判断区域中心点到相邻所述抖动方向上的第一距离和第二距离；通过空置孔方向优选度公式获得所述空置孔方向优选度；所述空置孔方向优选度公式包括：
Figure 598924DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 27107DEST_PATH_IMAGE012
个所述抖动方向的所述空置孔方向优选度，
Figure 235234DEST_PATH_IMAGE026
为与第
Figure 673169DEST_PATH_IMAGE012
个所述抖动方向相邻的所述空置孔判断区域的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 828207DEST_PATH_IMAGE028
个所述空置孔判断区域的所述空置孔分布指标，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 363093DEST_PATH_IMAGE028
个所述空置孔判断区域到第
Figure 742122DEST_PATH_IMAGE012
个所述抖动方向的所述第一距离，
Figure 667353DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 94923DEST_PATH_IMAGE028
个所述空置孔判断区域到另一个所述抖动方向的所述第二距离。
进一步地，所述根据所述空置孔分布指标和所述空置孔判断区域到所述钻石向量的距离获得每个所述抖动方向的钻石方向优选度包括：
以所述空置孔判断区域中心点到所述钻石向量的距离作为判断距离；以所述钻石端面到所述空置孔判断区域中心点的向量作为判断向量；当所述判断距离小于预设距离阈值且所述判断向量与所述钻石向量的夹角在预设第一夹角区间内时，所述空置孔判断区域为所述钻石向量的朝向区域；
以所述钻石向量的所有所述朝向区域的所述空置孔分布指标累加，获得所述钻石向量的初始钻石方向优选度；
当所述钻石向量与所述抖动方向的夹角在预设第二夹角区间内时，所述钻石向量为所述抖动方向的同类钻石向量；
将所述抖动方向的所述同类钻石向量的所述初始钻石方向优选度累加，获得所述抖动方向的所述钻石方向优选度。
本发明还提出了一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制***，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法的步骤。
本发明具有如下有益效果：
本发明实施例通过分析空置孔分布指标来表示当前治具板上钻石的排列情况，通过空置孔数量和未排列钻石数量得到的控制指标判断自动排列机是否继续工作。通过钻石的排列信息智能化的控制了自动排列机的开关，避免不必要的成本浪费。进一步通过分析空置孔方向优选度和钻石方向优选度控制自动排列机的运动幅度和抖动方向，提高了自动排列机的工作效率，通过智能调整自动排列机的运动幅度减少了成本。
附图说明
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和优点，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的介绍，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它附图。
图1为本发明一个实施例所提供的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法流程图；
图2为本发明一个实施例所提供的一个空置孔判断区域示意图；
图3为本发明一个实施例所提供的坐标系示意图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及***，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法及***的具体方案。
请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法流程图，该方法包括：
步骤S1：获取治具板图像；提取所述治具板图像中的钻石排列图像。
在钻石自动排列机的治具板上方部署相机，使相机可以拍摄到完整且清晰的治具板图像。
因为钻石的颜色样式会出现不同，且不同型号的自动排列机的治具板样式也不同。因此利用神经网络处理治具板图像将钻石信息分割出来。将治具板图像输入预先训练好挨打钻石分割网络中，输出钻石图像。钻石分割网络具体包括：
1）以俯视视角的治具板图像作为训练集，治具板图像中的排列孔应包含未排列钻石的空置孔和排列了钻石的钻石孔，且钻石的类型丰富。将背景标注为0，治具板标注为1，空置孔标注为2，钻石标注为3。
2）钻石分割网络采用深度神经网络，结构为编码-解码结构。将训练集合标注数据送入钻石分割编码器提取特征，输出特征图。钻石分割解码器将特征图进行采样变换，输出钻石特征明显的钻石图像。
3）采用交叉熵损失函数训练钻石分割网络。
为了加强钻石孔和空置孔的特征区别，将钻石图像与背景图像相与，获得钻石排列图像。背景图像为不包含钻石信息的空置孔排列图像。通过相与操作使得钻石排列图像中每个像素点代表治具板上一个排列孔，即钻石排列图像包含了钻石孔排列信息和空置孔排列信息。
需要说明的是，钻石图像与背景图像相与之前需要对图像进行旋转对齐，使得图像中排列孔分布阵列中的横列与图像边缘平行。
步骤S2：连接属于同一邻域的空置孔，获得空置孔连接结构；根据空置孔连接结构获得空置孔判断区域；根据空置孔判断区域内空置孔的数量占比获得空置孔分布指标。
空置孔的不同分布对整个钻石排列图像的影响是不同的。例如同一空置孔数量的集中分布和分散分布对于钻石排列的影响并不相同，集中分布的空置孔可以通过设定特定方向继续使自动排列机对钻石进行排列，但是分散分布为了提高工作效率只能通过人为进行操作。为了描述空置孔的分布，连接属于同一邻域的空置孔，使集中分布的空置孔构成一个空置孔连接结构。在本发明实施例中，若一个空置孔的8邻域内有其他空置孔，则进行相连。
空置孔连接结构形状各不相同，为了便于后续分析，根据空置孔连接结构构建空置孔判断区域。在本发明实施例中，空置孔判断区域的形状为矩形，通过空置孔连接结构中的空置孔坐标得到空置孔判断区域的坐标。即空置孔判断区域的的坐标为：[min(u),min(v)]，[max(u),min(v)]，[min(u),max(v)]，[max(u),max(v)]，其中，max(u)为空置孔横坐标的最大值，min(u)为空置孔横坐标的最小值，max(v)为空置孔纵坐标的最大值，min(v)为空置孔纵坐标的最小值。
根据空置孔判断区域内空置孔的数量占比获得空置孔分布指标。空置孔分布指标表示了当前钻石排列图像中整体空置孔的排列信息。具体包括：因为空置孔越多表示空置孔在钻石排列图像中的分布数量越多，空置孔在空置孔判断区域内的数量占比越大说明在空置孔判断区域内的空置孔分布越集中，进一步结合钻石排列图像中所有排列孔的数量进行归一化，通过数学建模方法拟合出空置孔分布指标公式。通过空置孔分布指标公式获取空置孔分布指标；空置孔分布指标公式包括：
Figure 687578DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 706350DEST_PATH_IMAGE003
为空置孔分布指标，
Figure 197505DEST_PATH_IMAGE004
为空置孔的数量，
Figure 491083DEST_PATH_IMAGE005
为空置孔判断区域内排列孔的数量，
Figure 875928DEST_PATH_IMAGE006
为钻石排列图像中排列孔的数量。
请参阅图2，其示出了本发明一个实施例所提供的一个空置孔判断区域示意图，黑色孔未空置孔，白色孔未钻石孔，空置孔构成了三个空置孔判断区域，分别为第一空置孔判断区域1，第二空置孔判断区域2，第三空置孔判断区域3。则第一空置孔判断区域1的空置孔分布指标为6*6/8/42=0.107，第二空置孔判断区域2的空置孔分布指标为2*2/4/42=0.023，第三空置孔判断区域3的空置孔分布指标为3*3/4/42=0.053。空置孔判断区域内空置孔数量越多，分布越集中则对应的空置孔分布指标越大。
步骤S3：根据治具板图像获得钻石连通域；根据钻石连通域的面积获得未排列钻石数量。
治具板图像中的钻石信息包括已经排列好的钻石孔内的钻石信息和未排列钻石的信息。因为钻石孔内以排列了钻石，因此钻石孔面积可以作为单个钻石面积。根据钻石连通域的面积和单个钻石面积获得钻石总数量。通过钻石排列图像可获得钻石孔的数量，以钻石总数量和钻石孔的数量差值作为未排列钻石数量。因为钻石在治具板中会成堆出现，钻石会出现粘连情况，无法仅通过钻石连通域准确的获得每个钻石的信息。因此通过数量增量调整计算结果，具体包括：通过未排列钻石数量公式获得未排列钻石数量；未排列钻石数量公式为：
Figure 331180DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 231003DEST_PATH_IMAGE009
为未排列钻石数量，
Figure 125010DEST_PATH_IMAGE010
为钻石连通域的数量，
Figure 426678DEST_PATH_IMAGE011
为第
Figure 318411DEST_PATH_IMAGE012
个钻石连通域的面积，
Figure 643213DEST_PATH_IMAGE013
为单个钻石数量，
Figure 13015DEST_PATH_IMAGE014
为数量增量，
Figure 434769DEST_PATH_IMAGE015
为钻石孔的数量。在本实施例中
Figure DEST_PATH_IMAGE031
。
步骤S4：根据空置孔数量、空置孔分布指标和未排列钻石数量获得控制指标。
空置孔越集中，越有必要继续控制自动排列机进行工作，未排列钻石越多，自动排列机越容易将未排列钻石排列到排列孔内，因此通过数学建模公式进行拟合，获得控制指标公式，根据控制指标公式获得控制指标。控制指标公式为：
Figure 310452DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 184867DEST_PATH_IMAGE018
为控制指标，
Figure 296042DEST_PATH_IMAGE019
为空置孔判断区域的数量，
Figure 306724DEST_PATH_IMAGE020
为第
Figure 540259DEST_PATH_IMAGE021
个空置孔判断区域的空置孔分布指标，
Figure 964287DEST_PATH_IMAGE009
为未排列钻石数量，
Figure 675891DEST_PATH_IMAGE022
为空置孔的数量。
步骤S5：根据控制指标判断自动排列机是否继续工作，若继续工作，则根据每个抖动方向的空置孔方向优选度和钻石方向优选度判断抖动方向，通过预设抖动幅度向抖动方向抖动。
当控制指标大于预设控制阈值时，判断自动排列机需要继续工作，将钻石排列图像中一个排列孔与竖直方向和垂直方向相邻的排列孔构成正交的两个单位向量，以钻石排列图像中心点作为原点根据单位向量建立二维坐标系。在本发明实施例中，控制阈值设置为0.01。
在坐标系中设置抖动方向，请参阅图3，其示出了本发明一个实施例所提供的坐标系示意图，在本发明实施例中，抖动方向设置为八个，即在坐标系中存在正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上和右下八个抖动方向。其中左上、左下、右上和右下为钻石排列图像中心点与对应的四个角点排列孔的连线方向。
根据空置孔判断区域的位置和空置孔分布指标获得每个抖动方向的空置孔方向优选度，具体包括：获得空置孔判断区域中心点到相邻抖动方向上的第一距离和第二距离。因此每个空置孔判断区域都对应一个第一距离和一个第二距离，每个抖动方向可能对应多个空置孔判断区域。在一个抖动方向上，以空置孔判断区域的空置孔分布指标作为权重，结合空置孔判断区域在抖动方向上的距离通过数学建模方法拟合获得空置孔方向优选度公式。空置孔方向优选度公式表示在一个抖动方向上，相邻的空置孔判断区域越多，空置孔分布指标越大，与空置孔判断区域的相对距离越近，则空置孔方向优选度越大。
通过空置孔方向优选度公式获得空置孔方向优选度；空置孔方向优选度公式包括：
Figure 806658DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 148778DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 997785DEST_PATH_IMAGE012
个抖动方向的空置孔方向优选度，
Figure 513080DEST_PATH_IMAGE026
为与第
Figure 311403DEST_PATH_IMAGE012
个抖动方向相邻的空置孔判断区域的数量，
Figure 886741DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 957465DEST_PATH_IMAGE028
个空置孔判断区域的空置孔分布指标，
Figure 214134DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 319493DEST_PATH_IMAGE028
个空置孔判断区域到第
Figure 800153DEST_PATH_IMAGE012
个抖动方向的第一距离，
Figure 686070DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 543167DEST_PATH_IMAGE028
个空置孔判断区域到另一个抖动方向的第二距离。
钻石存在端面和和尖端，在排列过程中，尖端收到排列孔的阻碍，使得钻石落入排列孔内，因此控制钻石尖端朝向较多的空置孔可以保证工作效率。
以钻石的端面指向钻石尖端的方向作为钻石向量，获取未排列钻石的钻石向量，具体包括：钻石连通域分为钻石孔连通域和未排列钻石连通域，通过未排列钻石连通域裁剪治具板图像，获得未排列钻石图像。将未排列钻石图像送入钻石向量检测网络中，输出钻石向量。钻石向量检测网络具体包括：
1）钻石向量检测网络包含关键点检测子网络和亲和关系场子网络。以未经过排列的无序散乱钻石图像作为训练集，分别标注钻石端面点和钻石尖端点。将训练集送入关键点检测子网络，获得钻石端面点和钻石尖端点。通过亲和关系场子网络回归两个关键点的关系，获得钻石向量。
2）采用均方差损失函数进行训练。
根据空置孔分布指标和空置孔判断区域到钻石向量的距离获得每个抖动方向的钻石方向优选度，具体包括：
1）以空置孔判断区域中心点到钻石向量的距离作为判断距离。以钻石端面到空置孔判断区域中心点的向量作为判断向量。当判断距离小于预设距离阈值且判断向量与钻石向量的夹角在预设第一夹角区间内时，空置孔判断区域为钻石向量的朝向区域。在本发明实施例中，距离阈值为
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为横向单位向量的模长，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为纵向单位向量的模长。在本发明实施例中，第一夹角区间为[0°，5°]。
2）以钻石向量的所有朝向区域的空置孔分布指标累加，获得钻石向量的初始钻石方向优选度。朝向区域越多，朝向区域内空置孔分布的越集中，则初始钻石方向优选度越大，说明自动排列机沿着该钻石方向抖动越能够将钻石有效排列。
3）当钻石向量与抖动方向的夹角在预设第二夹角区间内时，钻石向量为抖动方向的同类钻石向量。在本发明实施例中，第二夹角区域为[0°，5°]。
4）将抖动方向的同类钻石向量的初始钻石方向优选度累加，获得抖动方向的钻石方向优选度。钻石方向优选度越大，表示对应的抖动方向的同类钻石向量越多，同类钻石向量的初始钻石方向优选度越大。
通过钻石方向优选度选择最优的抖动方向，具体包括：当最大钻石方向优选度大于预设优选度阈值时，根据预设第一幅度控制自动排列机向最大所述钻石方向对应的抖动方向抖动；当钻石方向优选度不大于预设优选度阈值时，根据预设第二幅度控制自动排列机向最大空置孔方向优选度对应的抖动方向抖动。第一幅度小于第二幅度，当自动排列机以第一幅度进行工作时，说明沿着抖动方向能够顺利将未排列钻石抖动至排列孔，因此以幅度较小的第一幅度进行工作；当自动排列机以第二幅度进行工作时，说明当前未排列钻石的朝向并不理想，需要以幅度较大的第二幅度进行工作，使得未排列钻石能够抖动至分布集中的空置孔中。在具体实施过程中可根据实际情况设置第一幅度和第二幅度大小。
当控制指标不大于控制阈值时，停止自动排列机，人为将未排列钻石排列至空置孔内，减少成本浪费。
综上所述，本发明实施例提取治具板图像中的钻石排列图像。连接钻石排列图像中属于同一邻域的空置孔，获得包含空置孔分布指标的空置孔判断区域。根据治具板图像中的钻石连通域获得未排列钻石数量。根据空置孔数量、空置孔分布指标和未排列钻石数量获得控制指标，根据控制指标判断是否继续运行自动排列机。若继续工作，根据每个抖动方向的空置孔方向优选度和钻石方向优选度判断抖动方向，通过预设抖动幅度向抖动方向抖动。本发明实施例根据治具板上钻石的分布智能控制自动排列机的运行，通过控制机器开关和运行幅度提高了工作效率，降低了工作成本。
本发明还提出了一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制***，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现任意一项一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法的步骤。
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取治具板图像；提取所述治具板图像中的钻石排列图像；所述钻石排列图像中每个像素点代表治具板上的一个排列孔；所述排列孔包括钻石孔和空置孔；
连接属于同一邻域的所述空置孔，获得空置孔连接结构；根据所述空置孔连接结构获得空置孔判断区域；根据所述空置孔判断区域内所述空置孔的数量占比获得空置孔分布指标；
根据所述治具板图像获得钻石连通域；根据所述钻石连通域的面积获得未排列钻石数量；
根据空置孔数量、所述空置孔分布指标和所述未排列钻石数量获得控制指标；
当所述控制指标大于预设控制阈值时，在所述钻石排列图像中建立坐标系，在所述坐标系上设置抖动方向，根据所述空置孔判断区域的位置和所述空置孔分布指标获得每个所述抖动方向的空置孔方向优选度；获取未排列钻石的钻石向量，根据所述空置孔分布指标和所述空置孔判断区域到所述钻石向量的距离获得每个所述抖动方向的钻石方向优选度；当最大所述钻石方向优选度大于预设优选度阈值时，根据预设第一幅度控制自动排列机向最大所述钻石方向对应的所述抖动方向抖动；当所述钻石方向优选度不大于预设优选度阈值时，根据预设第二幅度控制所述自动排列机向最大所述空置孔方向优选度对应的所述抖动方向抖动；所述第一幅度小于所述第二幅度；当所述控制指标不大于所述控制阈值时，停止所述自动排列机。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述提取所述治具板图像中的钻石排列图像包括：
将所述治具板图像输入预先训练好的钻石分割网络中，输出钻石图像；将所述钻石图像与背景图像相乘，获得所述钻石排列图像；所述背景图像为不包含钻石信息的所述空置孔的排列图像。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述根据所述空置孔判断区域内所述空置孔的数量占比获得空置孔分布指标包括：通过空置孔分布指标公式获取所述空置孔分布指标；所述空置孔分布指标公式包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为所述空置孔分布指标，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为所述空置孔的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为所述空置孔判断区域内所述排列孔的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为所述钻石排列图像中所述排列孔的数量。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述根据所述钻石连通域的面积获得未排列钻石数量包括：
以所述钻石孔的面积作为单个钻石面积；根据所述钻石连通域的面积和所述单个钻石面积获得钻石总数量；以所述钻石总数量和所述钻石孔的数量差值作为所述未排列钻石数量。
5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述根据所述钻石连通域的面积获得未排列钻石数量包括：通过所述未排列钻石数量公式获得所述未排列钻石数量；所述未排列钻石数量公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为所述未排列钻石数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为所述钻石连通域的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE020
个所述钻石连通域的面积，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为所述单个钻石面积，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为数量增量，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为所述钻石孔的数量。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述根据空置孔数量、所述空置孔分布指标和所述未排列钻石数量获得控制指标包括：根据控制指标公式获得所述控制指标；所述控制指标公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为所述控制指标，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为所述空置孔判断区域的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE036
个所述空置孔判断区域的所述空置孔分布指标，
Figure 140515DEST_PATH_IMAGE014
为未排列钻石数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为所述空置孔的数量。
7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述获取未排列钻石的钻石向量包括：
裁剪所述治具板图像，获得未排列钻石图像；将所述未排列钻石图像送入钻石向量检测网络中，输出所述钻石向量；所述钻石向量的方向为钻石端面指向钻石尖端的方向。
8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述根据所述空置孔判断区域的位置和所述空置孔分布指标获得每个所述抖动方向的空置孔方向优选度包括：获得所述空置孔判断区域中心点到相邻所述抖动方向上的第一距离和第二距离；通过空置孔方向优选度公式获得所述空置孔方向优选度；所述空置孔方向优选度公式包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为第
Figure 480491DEST_PATH_IMAGE020
个所述抖动方向的所述空置孔方向优选度，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
为与第
Figure 666753DEST_PATH_IMAGE020
个所述抖动方向相邻的所述空置孔判断区域的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE048
个所述空置孔判断区域的所述空置孔分布指标，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
为第
Figure 891323DEST_PATH_IMAGE048
个所述空置孔判断区域到第
Figure 784324DEST_PATH_IMAGE020
个所述抖动方向的所述第一距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
为第
Figure 777426DEST_PATH_IMAGE048
个所述空置孔判断区域到另一个所述抖动方向的所述第二距离。
9.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制方法，其特征在于，所述根据所述空置孔分布指标和所述空置孔判断区域到所述钻石向量的距离获得每个所述抖动方向的钻石方向优选度包括：
以所述空置孔判断区域中心点到所述钻石向量的距离作为判断距离；以所述钻石端面到所述空置孔判断区域中心点的向量作为判断向量；当所述判断距离小于预设距离阈值且所述判断向量与所述钻石向量的夹角在预设第一夹角区间内时，所述空置孔判断区域为所述钻石向量的朝向区域；
以所述钻石向量的所有所述朝向区域的所述空置孔分布指标累加，获得所述钻石向量的初始钻石方向优选度；
当所述钻石向量与所述抖动方向的夹角在预设第二夹角区间内时，所述钻石向量为所述抖动方向的同类钻石向量；
将所述抖动方向的所述同类钻石向量的所述初始钻石方向优选度累加，获得所述抖动方向的所述钻石方向优选度。
10.一种基于人工智能的微型钻石自动排列机控制***，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~9任意一项所述方法的步骤。
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