CN116342539A - 一种机器视觉环境快速构建方法、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种机器视觉环境快速构建方法、装置及介质，该方法包括当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取物料表面的点云数据，预设位置位于摄像装置的上游方向，将点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断物料上是否存在可疑区域，可疑区域为可能发生破损的区域，若存在可疑区域，则确定可疑区域的位置信息，位置信息为可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息，基于位置信息确定目标光源，当检测到物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。本申请能够实现根据物料表面的情况搭建合适的拍摄环境。
Description
技术领域
本申请涉及机器视觉的领域，尤其是涉及一种机器视觉环境快速构建方法、装置及介质。
背景技术
机器视觉被广泛应用在工业流水线领域，以检测流水线上的物料是否合格。在工业流水线检测物料时，通常在流水线上方设置摄像装置，如设置CCD相机或CMOS相机以对物料进行检测，在摄像装置下方流水线两侧设置光源，以搭建摄像装置的拍摄环境，当物料移动至摄像装置下方是，摄像装置对物料进行拍摄以判断物料是否出现损伤或是否合格等。但当物料表面出现破损时，摄像装置下方的拍摄环境可能无法很好地照亮破损区域，即，摄像装置下方固定的拍摄环境并不能较好地适用在出现破损的物料上，进而导致检测效果降低。因此，如何根据物料表面的情况搭建合适的拍摄环境成为一个问题。
发明内容
为了实现根据物料表面的情况搭建合适的拍摄环境，本申请提供一种机器视觉环境快速构建方法、装置及介质。
第一方面，本申请提供一种机器视觉环境快速构建方法，采用如下的技术方案：
一种机器视觉环境快速构建方法，包括：
当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取所述物料表面的点云数据，所述预设位置位于摄像装置的上游方向；
将所述点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域，所述可疑区域为可能发生破损的区域；
若存在可疑区域，则确定所述可疑区域的位置信息，所述位置信息为所述可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息；
基于所述位置信息确定目标光源，当检测到所述物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。
通过采用上述技术方案，流水线用于运送物料，当检测到物料移动到摄像装置上游的预设位置时，获取物料表面的点云数据，从而能够通过点云数据得知物料表面的情况，获取到物料表面点云数据后，由于标准物料作为对比的基准，将物料的点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，从而能够判断出物料是否存在可能发生破损的可疑区域，若存在可疑区域，则确定可疑区域的位置信息，该位置信息为垂直于流水线行进方向平面上的位置信息，确定出可疑区域的位置信息后，即可根据位置信息确定出能够照亮可疑区域的目标光源，当检测到物料移动到摄像装置下方时控制目标光源亮起，从而使得可疑区域更加清晰，即能够针对物料本身的特点快速构建起摄像装置拍摄物料合适的光源环境，摄像装置在拍摄物料图像时能够得到更多可疑区域的细节，提高了检测效果。
在另一种可能实现的方式中，所述点云数据包括所述物料的多个点的三维坐标，所述预设点云数据包括标准物料的多个点的预设三维坐标，所述将所述点云数据与所述物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域，包括：
基于所述点云数据确定所述物料在俯视方向上的轮廓；
对所述轮廓进行旋转调整并与预设点云数据对应的预设轮廓进行重合，所述预设轮廓为所述标准物料在俯视方向上的轮廓；
将所述三维坐标与所述预设三维坐标进行比较，判断是否存在所述点云数据中三维坐标与预设三维坐标不一致的至少两个可疑点；
若存在所述至少两个可疑点，从所述至少两个可疑点中确定出全部连续且相邻的可疑点，并形成待定区域；
若存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定存在可疑区域，并将所述可疑点数量大于预设数量的待定区域确定为可疑区域；
若不存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定不存在可疑区域。
通过采用上述技术方案，由于物料在流水线上的姿态位置等不同，因此根据物料的点云数据确定出物料俯视方向上的轮廓，确定出轮廓后对轮廓进行旋转调整，从而使得轮廓与标准物料预设的在俯视方向上轮廓姿态位置一致并形成重合，从而使得后续对三维坐标与预设三维坐标进行比较时更加精确，进行比较之后得到三维坐标与预设三维坐标不一致的可疑点，单个可疑点属于误差的可能性较大，因此单个的可疑点不做考虑，连续且相邻的可疑点表征物料发生破损的概率较大，因此将连续且相邻的可疑点形成区域作为待定区域，若待定区域可疑点的数量大于预设数量，则说明待定区域较为异常，确定该待定区域为可疑区域，若不存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则说明物料表面破损的概率较小，即不存在可疑区域，通过连续且相邻的可疑点判断可疑区域更准确全面。
在另一种可能实现的方式中，所述确定所述可疑区域的位置信息，包括：
基于所述可疑区域内可疑点的三维坐标确定所述可疑区域的中心点坐标；
滤除所述中心点坐标中与所述流水线行进方向一致的坐标值，得到中心点的二维坐标；
将所述二维坐标映射到预设坐标系中得到所述可疑区域的位置信息，所述预设坐标系为在垂直于流水线行进方向平面上建立的坐标系。
通过采用上述技术方案，确定出可疑区域之后，计算可疑区域内全部可疑点的三维坐标平均值，从而能够得到可疑区域的中心点坐标，通过中心点坐标表征物料的中心位置较为准确，当物料移动到摄像装置下方时，物料可疑区域的中心点与摄像装置位于同一平面，因此滤除中心点坐标中与流水线行进方向一致的坐标值即可得到中心点的二维坐标，将二维坐标映射在预设坐标系中即可得到可疑区域的位置信息，也即摄像装置在拍摄物料时可疑区域的中心点位置信息，由于使用中心点坐标表征可疑区域的位置较为准确，因此基于中心点坐标得到的位置信息同样较为准确。
在另一种可能实现的方式中，控制目标光源亮起，包括：
基于所述可疑区域内可疑点的三维坐标确定所述可疑区域的深度；
基于所述深度确定所述目标光源的亮度；
控制所述目标光源按照所述亮度亮起。
通过采用上述技术方案，根据可疑区域内的可疑点三维坐标即可确定出可疑区域的深度，可疑区域的深度越深，可疑区域的情况越不容易观察，因此需要亮度更高的光照亮可疑区域，从而更清晰地得到可疑区域内的细节情况，根据深度确定目标光源的亮度并控制目标光源按照确定出的亮度亮起，从而使得摄像装置在检测物料时能够拍摄到更清晰的细节情况。
在另一种可能实现的方式中，所述基于所述深度确定所述目标光源的亮度，包括：
确定所述深度所在的预设深度区间，预设深度区间对应有预设亮度；
将所述深度所在的预设乘积区间对应的预设亮度确定为所述目标光源的亮度。
通过采用上述技术方案，每个预设深度区间对应有最佳的照明亮度，即预设亮度，通过确定深度所在的预设深度区间，将所在的预设深度区间对应的预设亮度确定为目标光源的亮度更加准确。
在另一种可能实现的方式中，所述方法还包括：
基于所述位置信息控制辅助摄像装置转动，以使得当检测到所述物料移动至摄像装置下方时所述辅助摄像装置朝向所述可疑区域，并控制所述辅助摄像装置拍摄所述可疑区域的特写图像。
通过采用上述技术方案，辅助摄像装置用于拍摄物料可疑区域的特写图像，根据可疑区域的位置信息控制摄像装置转动，从而使得物料移动到摄像装置下方时辅助摄像装置能够拍摄到可疑区域的特写图像，进而能够进一步了解到更多可疑区域的细节。
在另一种可能实现的方式中，所述方法还包括：
当检测到所述物料移动至摄像装置下方时，控制所述摄像装置拍摄所述物料的物料图像，并且控制所述辅助摄像装置拍摄所述可疑区域的特写图像；
确定所述特写图像与所述物料图像的对应关系；
对所述特写图像、所述物料图像以及所述对应关系进行存储。
通过采用上述技术方案，确定物料图像和特写图像的对应关系，从而确定出可疑区域所属的物料，对物料图像、特写图像以及对应关系进行存储，后期工作人员能够了解到物料的全貌以及可疑区域的具体情况，进而便于工作人员更好地对物料进行分析。
第二方面，本申请提供一种机器视觉环境快速构建装置，采用如下的技术方案：
一种机器视觉环境快速构建装置，包括：
数据获取模块，用于当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取所述物料表面的点云数据，所述预设位置位于摄像装置的上游方向；
对比模块，用于将所述点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域，所述可疑区域为可能发生破损的区域；
位置确定模块，用于当存在可疑区域时，确定所述可疑区域的位置信息，所述位置信息为所述可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息；
光源控制模块，用于基于所述位置信息确定目标光源，当检测到所述物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。
通过采用上述技术方案，流水线用于运送物料，当检测到物料移动到摄像装置上游的预设位置时，数据获取模块获取物料表面的点云数据，从而能够通过点云数据得知物料表面的情况，获取到物料表面点云数据后，由于标准物料作为对比的基准，对比模块将物料的点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，从而能够判断出物料是否存在可能发生破损的可疑区域，若存在可疑区域，则位置确定模块确定可疑区域的位置信息，该位置信息为垂直于流水线行进方向平面上的位置信息，确定出可疑区域的位置信息后，光源控制模块即可根据位置信息确定出能够照亮可疑区域的目标光源，当检测到物料移动到摄像装置下方时控制目标光源亮起，从而使得可疑区域更加清晰，即能够针对物料本身的特点快速构建起摄像装置拍摄物料合适的光源环境，摄像装置在拍摄物料图像时能够得到更多可疑区域的细节，提高了检测效果。
在另一种可能的实现方式中，所述点云数据包括所述物料的多个点的三维坐标，所述预设点云数据包括标准物料的多个点的预设三维坐标，所述对比模块在将所述点云数据与所述物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域时，具体用于：
基于所述点云数据确定所述物料在俯视方向上的轮廓；
对所述轮廓进行旋转调整并与预设点云数据对应的预设轮廓进行重合，所述预设轮廓为所述标准物料在俯视方向上的轮廓；
将所述三维坐标与所述预设三维坐标进行比较，判断是否存在所述点云数据中三维坐标与预设三维坐标不一致的至少两个可疑点；
若存在所述至少两个可疑点，从所述至少两个可疑点中确定出全部连续且相邻的可疑点，并形成待定区域；
若存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定存在可疑区域，并将所述可疑点数量大于预设数量的待定区域确定为可疑区域；
若不存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定不存在可疑区域。
在另一种可能的实现方式中，所述位置确定模块在确定所述可疑区域的位置信息时，具体用于：
基于所述可疑区域内可疑点的三维坐标确定所述可疑区域的中心点坐标；
滤除所述中心点坐标中与所述流水线行进方向一致的坐标值，得到中心点的二维坐标；
将所述二维坐标映射到预设坐标系中得到所述可疑区域的位置信息，所述预设坐标系为在垂直于流水线行进方向平面上建立的坐标系。
在另一种可能的实现方式中，光源控制模块在控制目标光源亮起时，具体用于：
基于所述可疑区域内可疑点的三维坐标确定所述可疑区域的深度；
基于所述深度确定所述目标光源的亮度；
控制所述目标光源按照所述亮度亮起。
在另一种可能的实现方式中，所述光源控制模块在基于所述深度确定所述目标光源的亮度时，具体用于：
确定所述深度所在的预设深度区间，预设深度区间对应有预设亮度；
将所述深度所在的预设乘积区间对应的预设亮度确定为所述目标光源的亮度。
在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
转动控制模块，用于基于所述位置信息控制辅助摄像装置转动，以使得当检测到所述物料移动至摄像装置下方时所述辅助摄像装置朝向所述可疑区域，并控制所述辅助摄像装置拍摄所述可疑区域的特写图像。
在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
拍摄控制模块，用于当检测到所述物料移动至摄像装置下方时，控制所述摄像装置拍摄所述物料的物料图像，并且控制所述辅助摄像装置拍摄所述可疑区域的特写图像；
关系确定模块，用于确定所述特写图像与所述物料图像的对应关系；
存储模块，用于对所述特写图像、所述物料图像以及所述对应关系进行存储。
第三方面，本申请提供一种电子设备，采用如下的技术方案：
一种电子设备，该电子设备包括：
至少一个处理器；
存储器；
至少一个应用程序，其中至少一个应用程序被存储在存储器中并被配置为由至少一个处理器执行，至少一个配置用于：执行根据第一方面任一种可能的实现方式所示的一种机器视觉环境快速构建方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，当所述计算机程序在计算机中执行时，令所述计算机执行第一方面任一项所述的一种机器视觉环境快速构建方法。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 流水线用于运送物料，当检测到物料移动到摄像装置上游的预设位置时，获取物料表面的点云数据，从而能够通过点云数据得知物料表面的情况，获取到物料表面点云数据后，由于标准物料作为对比的基准，将物料的点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，从而能够判断出物料是否存在可能发生破损的可疑区域，若存在可疑区域，则确定可疑区域的位置信息，该位置信息为垂直于流水线行进方向平面上的位置信息，确定出可疑区域的位置信息后，即可根据位置信息确定出能够照亮可疑区域的目标光源，当检测到物料移动到摄像装置下方时控制目标光源亮起，从而使得可疑区域更加清晰，即能够针对物料本身的特点快速构建起摄像装置拍摄物料合适的光源环境，摄像装置在拍摄物料图像时能够得到更多可疑区域的细节，提高了检测效果；
2. 根据可疑区域内的可疑点三维坐标即可确定出可疑区域的深度，可疑区域的深度越深，可疑区域的情况越不容易观察，因此需要亮度更高的光照亮可疑区域，从而更清晰地得到可疑区域内的细节情况，根据深度确定目标光源的亮度并控制目标光源按照确定出的亮度亮起，从而使得摄像装置在检测物料时能够拍摄到更清晰的细节情况。
附图说明
图1是本申请实施例中一种机器视觉环境快速构建方法的流程示意图。
图2是本申请实施例中一种机器视觉环境快速构建装置的结构示意图。
图3是本申请实施例中一种机器视觉环境快速构建***的结构示意图。
图4是本申请实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
本申请实施例提供了一种机器视觉环境快速构建方法，由电子设备执行，该电子设备可以为服务器也可以为终端设备，其中，该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式***，还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等，但并不局限于此，该终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例在此不做限制，如图1所示，该方法包括步骤S101、步骤S102、步骤S103以及步骤S104，其中，
S101，当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取物料表面的点云数据。
其中，预设位置位于摄像装置的上游方向。
对于本申请实施例，物料在进行正式检测之前，电子设备获取物料走案流水线的上游预设位置处的点云数据，从而得到初步的物料表面情况。可在流水线上预设位置的两侧分别设置红外发射管和红外接收管，当物料经过预设位置时，物料截断红外发射管发出的红外线，红外接收管无法接收到红外线，因此能够检测预设位置是否出现物料。在预设位置的上方可设置三维激光扫描仪，在物料出现在预设位置时触发三维激光扫描仪，从而采集到物料的点云数据，三维激光扫描仪采集到物料的点云数据后即可由电子设备获取。
S102，将点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断物料上是否存在可疑区域。
其中，可疑区域为可能发生破损的区域。
对于本申请实施例，电子设备内预先存储有标准物料的预设点云数据，预设点云数据作为基准的点云数据，电子设备在获取到物料的点云数据后，即可对点云数据与预设点云数据进行对比，从而判断出物料上是否存在可能发生破损的可疑区域。
S103，若存在可疑区域，则确定可疑区域的位置信息。
其中，位置信息为可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息。
对于本申请实施例，电子设备在判断出物料上存在可疑区域时，电子设备确定出可疑区域的位置信息，从而便于后续根据位置信息对可疑区域进行更好地检测。具体的，由于物料移动至摄像装置正下方时，可疑区域与摄像装置位于同一个竖直平面，即垂直于流水线行进方向上的平面，因此确定出的位置信息为可疑区域在该平面上的位置信息。
S104，基于位置信息确定目标光源，当检测到物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。
对于本申请实施例，流水线上摄像装置拍摄的区域即为检测区域，在流水线检测区域两侧设置有基础光源，在物料经过检测区域时照亮物料，以使得摄像装置进行检测。在检测区域的上方还设置有至少一个辅助光源，用于进一步照亮物料上的可疑区域，电子设备内可存储有位置信息与目标光源的对应关系，电子设备在确定出可疑区域的位置信息后，即可根据上述对应关系从至少一个辅助光源中确定目标光源，至少一个辅助光源在没有物料经过检测区域时可以是熄灭的状态，当物料经过检测区域时，电子设备控制从至少一个辅助光源中确定出的目标光源亮起，从而根据物料本身的可疑区域构建起摄像装置拍摄物料的光源环境，进而能够对物料进行更好地检测，提高了检测效果。
本申请实施例的一种可能的实现方式，点云数据包括物料的多个点的三维坐标，预设点云数据包括标准物料的多个点的预设三维坐标，步骤S102中将点云数据与物料的预设点云数据进行对比，判断物料上是否存在可疑区域，具体包括步骤S1021（图中未示出）、步骤S1022（图中未示出）、步骤S1023（图中未示出）、步骤S1024（图中未示出）、步骤S1025（图中未示出）以及步骤S1026（图中未示出），其中，
S1021，基于点云数据确定物料在俯视方向上的轮廓。
对于本申请实施例，流水线上的物料由于流水线的震动等影响，导致物料的姿态位置等不同。电子设备根据点云数据确定出物料俯视方向的轮廓，具体的，三维激光扫描仪可设置在预设位置的上方，因此俯视方向上的轮廓表征物料的姿态位置较为具体形象，电子设备可确定点云数据中最***的点，最***的点所围成的区域即为物料在俯视方向上的轮廓。
S1022，对轮廓进行旋转调整并与预设点云数据对应的预设轮廓进行重合。
其中，预设轮廓为标准物料在俯视方向上的轮廓。
对于本申请实施例，标准物料的预设点云数据同样对应有俯视方向上的预设轮廓，电子设备对物料轮廓进行旋转调整，从而使得物料的姿态位置与预设轮廓的姿态位置一致，进而使得后续对点云数据进行对比时更准确。具体的，电子设备可在对物料轮廓旋转调整过程中与预设轮廓进行对比，从而判断是否与预设轮廓重合。
S1023，将三维坐标与预设三维坐标进行比较，判断是否存在点云数据中三维坐标与预设三维坐标不一致的至少两个可疑点。
对于本申请实施例，物料的点云数据中每个点均对应有编号，预设点云数据中每个点同样对应有编号，电子设备对编号相同的三维坐标与预设三维坐标进行比较，从而能够判断出是否存在三维坐标与预设三维坐标不一致的至少两个可疑点，可疑点表征物料表面可能出现破损的位置。
S1024，若存在至少两个可疑点，从至少两个可疑点中确定出全部连续且相邻的可疑点，并形成待定区域。
对于本申请实施例，当一个可疑点周围不存在连续且相邻的可疑点时，则说明该可疑点有较大可能位于误差范围内，因此可排除单个可疑点，若存在至少两个可疑点，一个可疑点周围存在连续且相邻的可疑点，则说明连续且相邻的可疑点能够形成一个区域，为了进一步判断该区域是否属于可疑区域，电子设备将该区域确定为待定区域。
S1025，若存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定存在可疑区域，并将可疑点数量大于预设数量的待定区域确定为可疑区域。
对于本申请实施例，假设预设数量为10个，电子设备判断出某个待定区域中的可疑点数量大于10个时，说明该待定区域属于破损区域的可能性较大，即可疑区域。
S1026，若不存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定不存在可疑区域。
对于本申请实施例，若待定区域中可疑点数量小于预设数量10个，则说明该待定区域属于破损区域的可能性较小，因此电子设备滤除该区域，即不存在可疑点数量大于10个的待定区域时，确定不存在可疑区域。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S103中确定可疑区域的位置信息，具体包括步骤S1031（图中未示出）、步骤S1032（图中未示出）以及步骤S1033（图中未示出），其中，
S1031，基于可疑区域内可疑点的三维坐标确定可疑区域的中心点坐标。
对于本申请实施例，确定出可疑区域后，电子设备即可得知可疑区域内每个可疑点的三维坐标，通过计算全部可疑点三维坐标的平均值，即可疑区域的中心点坐标，通过中心点坐标表征可疑区域在三维空间中的位置更加准确。
S1032，滤除中心点坐标中与流水线行进方向一致的坐标值，得到中心点的二维坐标。
对于本申请实施例，可疑区域中心点的三维坐标在沿流水线行进方向移动时，中心点沿流水线行进方向上轴的坐标值发生变化，而另外两个坐标值不变，当物料移动至摄像装置下方时，可疑区域与摄像装置位于同一竖直平面，因此电子设备滤除中心点坐标即可得到中心点的二维坐标。
S1033，将二维坐标映射到预设坐标系中得到可疑区域的位置信息，预设坐标系为在垂直于流水线行进方向平面上建立的坐标系。
对于本申请实施例，电子设备在得到中心点的二维坐标后，将二维坐标应设在预设坐标系中，并转换为预设坐标系中的坐标，从而得到可疑区域的位置信息，预设坐标系作为垂直于流水线行进方向平面上的坐标系，因此得到的位置信息即为可疑位置在移动到摄像装置下方时的位置信息。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S104中控制目标光源亮起，具体包括步骤S1041（图中未示出）、步骤S1042（图中未示出）以及步骤S1043（图中未示出），其中，
S1041，基于可疑区域内可疑点的三维坐标确定可疑区域的深度。
对于本申请实施例，电子设备确定出可疑区域内的可疑点后，由于可疑点表征可疑区域内各个点的位置，因此可根据可疑点的三维坐标确定出可疑区域的深度。具体的，电子设备可提取每个可疑点在竖直方向上的轴坐标，然后对竖直方向上的轴坐标值进行对比，从而找到最大值和最小值，最大值和最小值表征可疑区域在竖直方向上的范围，将最大值减去最小值得到的差值即为可疑区域的深度。
S1042，基于深度确定目标光源的亮度。
对于本申请实施例，可疑区域的深度越深，越不容易观察到可疑区域深处的细节，想要观察到可疑区域的细节情况需要亮度更高的光照亮可疑区域，即深度与亮度成正相关，因此电子设备可根据深度确定目标光源的亮度，以便于清晰地了解可疑区域的细节。
S1043，控制目标光源按照亮度亮起。
对于本申请实施例，电子设备确定出目标光源的亮度后，当物料移动到摄像装置下方的检测区域时，电子设备向目标光源发送控制信号，以使得目标光源按照确定出的亮度亮起，从而更好地照亮物料上的可疑区域。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S1042中基于深度确定目标光源的亮度，具体包括步骤S10421（图中未示出）以及步骤S10422（图中未示出），其中，
S10421，确定深度所在的预设深度区间。
其中，预设深度区间对应有预设亮度。
对于本申请实施例，电子设备内预先存储有多个预设深度区间，假设有三个预设深度区间，分别为（0mm,5mm]、（5mm,10mm]以及（10mm,15mm]；上述三个预设深度区间对应的预设亮度分别为30流明（lm）、60lm以及90lm。假设电子设备确定出的可疑区域的深度为3mm，电子设备即可确定出深度所在的预设深度区间为（0mm,5mm]。
S10422，将深度所在的预设乘积区间对应的预设亮度确定为目标光源的亮度。
对于本申请实施例，以步骤S10421为例，电子设备确定出可疑区域所在的区间为（0mm,5mm]之后，直接将该区间对应的亮度30lm确定为目标光源的亮度即可。
在其他实施方式中，由于深度与亮度呈正相关，因此电子设备中还可预先存储有正比例关系式，例如一次函数关系式y＝6x＋20，其中，y为确定出的亮度，6为比例系数，x为深度，20为初始亮度。将深度代入上述一次函数关系式即可得到目标光源所需的亮度。
本申请实施例的一种可能的实现方式，方法还包括步骤Sa（图中未示出），其中，步骤Sa可在步骤S104之前执行，也可与步骤S104同时执行，其中，
Sa，基于位置信息控制辅助摄像装置转动，以使得当检测到物料移动至摄像装置下方时辅助摄像装置朝向可疑区域，并控制辅助摄像装置拍摄可疑区域的特写图像。
对于本申请实施例，辅助摄像装置可以变换其镜头的放大倍数，能够拍摄物料上指定区域的细节。辅助摄像装置可以设置在检测区域的上方，并且能够以流水线行进方向为中心轴转动，即辅助摄像装置能够在垂直于流水线行进方向的平面上转动，从而能够以较佳的角度朝向可疑区域并拍摄特写图像，通过辅助摄像装置拍摄特写图像能够得知物料可疑区域局部的细节特征。
在其他实施方式中，电子设备可对可疑区域的点云数据进行切割，得到可疑区域的多个横截面，即电子设备能够得到横截面处的可疑区域周壁上的点云数据，电子设备根据可疑区域横截面周壁上的点云数据能够横截面中心位置的三维坐标，电子设备对多个横截面中心位置的三维坐标进行连线，即可得到可疑区域的纵深走向，得到纵深走向后再结合水平面即可得到可疑区域的延伸角度。在检测区域上方可设置滑道，滑道沿垂直于流水线行进方向设置，在滑道上设置光源，能够在滑道上滑动并且能够在垂直与流水线行进方向的平面转动。电子设备根据可疑区域的位置信息以及延伸角度控制滑道移动并转动，从而使得辅助摄像装置能够在可疑区域对应的位置发出与延伸角度平行的光，进而能够更好地照亮可疑区域，使得可疑区域内的细节更清晰。
本申请实施例的一种可能的实现方式，方法还包括步骤S1（图中未示出）、步骤S2（图中未示出）以及步骤S3（图中未示出），其中，步骤S1可与步骤S104同时执行，其中，
S1，当检测到物料移动至摄像装置下方时，控制摄像装置拍摄物料的物料图像，并且控制辅助摄像装置拍摄可疑区域的特写图像。
同样的，可在流水线上检测区域的两侧分别设置红外发射管和红外接收管，当物料经过预设位置时，物料截断红外发射管发出的红外线，红外接收管无法接收到红外线，因此能够检测到检测区域是否出现物料。还可在流水线的一端设置测距传感器，当检测到传感器与物料之间达到指定距离时判定物料移动至检测区域。电子设备检测到物料移动至检测区域中后，即可向摄像装置以及辅助摄像装置发送控制信号，从而使得摄像装置拍摄物料图像以对物料进行检测，同时使得辅助摄像装置拍摄可疑区域的特写图像，以更清楚地得知可疑区域的具体细节情况。
S2，确定特写图像与物料图像的对应关系。
对于本申请实施例，电子设备在得到特写图像以及物料图像后，确定两张图像的对应关系，从而使得物料的特写图像与整体的物料图像之间进行对应，更便于得知特写图像中可疑区域所属的物料。
S3，对特写图像、物料图像以及对应关系进行存储。
对于本申请实施例，电子设备可将特写图像、物料图像以及对应关系存储到本地存储介质中，也可存储到云服务器中，以便于后续工作人员调取上述图像进行分析。
上述实施例从方法流程的角度介绍一种机器视觉环境快速构建方法，下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种机器视觉环境快速构建装置，具体详见下述实施例。
本申请实施例提供一种机器视觉环境快速构建装置20，如图2所示，该机器视觉环境快速构建装置20具体可以包括：
数据获取模块201，用于当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取物料表面的点云数据，预设位置位于摄像装置的上游方向；
对比模块202，用于将点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断物料上是否存在可疑区域，可疑区域为可能发生破损的区域；
位置确定模块203，用于当存在可疑区域时，确定可疑区域的位置信息，位置信息为可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息；
光源控制模块204，用于基于位置信息确定目标光源，当检测到物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。
通过采用上述技术方案，流水线用于运送物料，当检测到物料移动到摄像装置上游的预设位置时，数据获取模块201获取物料表面的点云数据，从而能够通过点云数据得知物料表面的情况，获取到物料表面点云数据后，由于标准物料作为对比的基准，对比模块202将物料的点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，从而能够判断出物料是否存在可能发生破损的可疑区域，若存在可疑区域，则位置确定模块203确定可疑区域的位置信息，该位置信息为垂直于流水线行进方向平面上的位置信息，确定出可疑区域的位置信息后，光源控制模块204即可根据位置信息确定出能够照亮可疑区域的目标光源，当检测到物料移动到摄像装置下方时控制目标光源亮起，从而使得可疑区域更加清晰，即能够针对物料本身的特点快速构建起摄像装置拍摄物料合适的光源环境，摄像装置在拍摄物料图像时能够得到更多可疑区域的细节，提高了检测效果。
本申请实施例的一种可能的实现方式，点云数据包括物料的多个点的三维坐标，预设点云数据包括标准物料的多个点的预设三维坐标，对比模块202在将点云数据与物料的预设点云数据进行对比，判断物料上是否存在可疑区域时，具体用于：
基于点云数据确定物料在俯视方向上的轮廓；
对轮廓进行旋转调整并与预设点云数据对应的预设轮廓进行重合，预设轮廓为标准物料在俯视方向上的轮廓；
将三维坐标与预设三维坐标进行比较，判断是否存在点云数据中三维坐标与预设三维坐标不一致的至少两个可疑点；
若存在至少两个可疑点，从至少两个可疑点中确定出全部连续且相邻的可疑点，并形成待定区域；
若存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定存在可疑区域，并将可疑点数量大于预设数量的待定区域确定为可疑区域；
若不存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定不存在可疑区域。
本申请实施例的一种可能的实现方式，位置确定模块203在确定可疑区域的位置信息时，具体用于：
基于可疑区域内可疑点的三维坐标确定可疑区域的中心点坐标；
滤除中心点坐标中与流水线行进方向一致的坐标值，得到中心点的二维坐标；
将二维坐标映射到预设坐标系中得到可疑区域的位置信息，预设坐标系为在垂直于流水线行进方向平面上建立的坐标系。
本申请实施例的一种可能的实现方式，光源控制模块204在控制目标光源亮起时，具体用于：
基于可疑区域内可疑点的三维坐标确定可疑区域的深度；
基于深度确定目标光源的亮度；
控制目标光源按照亮度亮起。
本申请实施例的一种可能的实现方式，光源控制模块204在基于深度确定目标光源的亮度时，具体用于：
确定深度所在的预设深度区间，预设深度区间对应有预设亮度；
将深度所在的预设乘积区间对应的预设亮度确定为目标光源的亮度。
本申请实施例的一种可能的实现方式，装置20还包括：
转动控制模块，用于基于位置信息控制辅助摄像装置转动，以使得当检测到物料移动至摄像装置下方时辅助摄像装置朝向可疑区域，并控制辅助摄像装置拍摄可疑区域的特写图像。
本申请实施例的一种可能的实现方式，装置20还包括：
拍摄控制模块，用于当检测到物料移动至摄像装置下方时，控制摄像装置拍摄物料的物料图像，并且控制辅助摄像装置拍摄可疑区域的特写图像；
关系确定模块，用于确定特写图像与物料图像的对应关系；
存储模块，用于对特写图像、物料图像以及对应关系进行存储。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的一种机器视觉环境快速构建装置20的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例中提供了一种机器视觉环境快速构建***，如图3所示，图3所示的***包括流水线31、三维激光扫描仪32、基础光源33、摄像装置34、辅助光源35以及电子设备（图中未示出）。图3中箭头方向为流水线31行进方向，流水线31上位于三维激光扫描仪32下方的位置为预设位置311，流水线31上摄像装置34下方的区域为检测区域312。物料在流水线31上先移动至预设位置311，在流水线31预设位置311两侧可设置红外发射管（图中未示出）和红外接收管（图中未示出），从而检测物料是否移动至预设位置311，电子设备可与红外发射管有线或无线连接，并且电子设备可与红外接收管有线或无线连接，从而使得电子设备得知物料是否移动至预设位置。物料移动至预设位置311后，三维激光扫描仪32采集物料的点云数据，电子设备与三维激光扫描仪32可通过导线连接或无线连接，从而获取物料的点云数据。物料继续移动至检测区域312中后，基础光源照亮监测区域，并且电子设备控制辅助光源35中的目标光源亮起，摄像装置34对物料进行破损检测。进一步的，该***还可以包括测距传感器（图中未示出），测距传感器位于流水线31的一端，用于检测物料是否进入检测区域312内，电子设备可与距离传感器有线或无线连接，从而使得电子设备得知物料是否进去检测区域。
参照图3，在检测区域312上方还设置有辅助摄像装置36，电子设备与辅助摄像装置36有线或者无线连接，电子设备控制辅助摄像装置36转动角度，从而使得辅助摄像装置36朝向物料的可疑区域，并控制辅助摄像装置36拍摄可疑区域的特写图像。在其他实施方式中，该***还包括滑道（图中未示出），滑道位于检测区域312上方，辅助摄像装置36滑动连接在滑道上并且辅助摄像装置36能够在垂直于流水线行进方向的竖直平面转动。
本申请实施例中提供了一种电子设备，如图4所示，图4所示的电子设备可以是本申请实施例中一种机器视觉环境快速构建***中的电子设备。图4所示的电子设备40包括：处理器401和存储器403。其中，处理器401和存储器403相连，如通过总线402相连。可选地，电子设备40还可以包括收发器404。需要说明的是，实际应用中收发器404不限于一个，该电子设备40的结构并不构成对本申请实施例的限定。
处理器401可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器），通用处理器，DSP（Digital Signal Processor，数据信号处理器），ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路），FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器401也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
总线402可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线402可以是PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准）总线或EISA（ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构）总线等。总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一型的总线。
存储器403可以是ROM（Read Only Memory，只读存储器）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM（Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、CD-ROM（Compact DiscRead Only Memory，只读光盘）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
存储器403用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器401来控制执行。处理器401用于执行存储器403中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。
其中，电子设备包括但不限于：移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。与相关技术相比，本申请实施例中流水线用于运送物料，当检测到物料移动到摄像装置上游的预设位置时，获取物料表面的点云数据，从而能够通过点云数据得知物料表面的情况，获取到物料表面点云数据后，由于标准物料作为对比的基准，将物料的点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，从而能够判断出物料是否存在可能发生破损的可疑区域，若存在可疑区域，则确定可疑区域的位置信息，该位置信息为垂直于流水线行进方向平面上的位置信息，确定出可疑区域的位置信息后，即可根据位置信息确定出能够照亮可疑区域的目标光源，当检测到物料移动到摄像装置下方时控制目标光源亮起，从而使得可疑区域更加清晰，即能够针对物料本身的特点快速构建起摄像装置拍摄物料合适的光源环境，摄像装置在拍摄物料图像时能够得到更多可疑区域的细节，提高了检测效果。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，包括：
当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取所述物料表面的点云数据，所述预设位置位于摄像装置的上游方向；
将所述点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域，所述可疑区域为可能发生破损的区域；
若存在可疑区域，则确定所述可疑区域的位置信息，所述位置信息为所述可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息；
基于所述位置信息确定目标光源，当检测到所述物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。
2.根据权利要求1所述的一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，所述点云数据包括所述物料的多个点的三维坐标，所述预设点云数据包括标准物料的多个点的预设三维坐标，所述将所述点云数据与所述物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域，包括：
基于所述点云数据确定所述物料在俯视方向上的轮廓；
对所述轮廓进行旋转调整并与预设点云数据对应的预设轮廓进行重合，所述预设轮廓为所述标准物料在俯视方向上的轮廓；
将所述三维坐标与所述预设三维坐标进行比较，判断是否存在所述点云数据中三维坐标与预设三维坐标不一致的至少两个可疑点；
若存在所述至少两个可疑点，从所述至少两个可疑点中确定出全部连续且相邻的可疑点，并形成待定区域；
若存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定存在可疑区域，并将所述可疑点数量大于预设数量的待定区域确定为可疑区域；
若不存在可疑点数量大于预设数量的待定区域，则确定不存在可疑区域。
3.根据权利要求2所述的一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，所述确定所述可疑区域的位置信息，包括：
基于所述可疑区域内可疑点的三维坐标确定所述可疑区域的中心点坐标；
滤除所述中心点坐标中与所述流水线行进方向一致的坐标值，得到中心点的二维坐标；
将所述二维坐标映射到预设坐标系中得到所述可疑区域的位置信息，所述预设坐标系为在垂直于流水线行进方向平面上建立的坐标系。
4.根据权利要求3所述的一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，控制目标光源亮起，包括：
基于所述可疑区域内可疑点的三维坐标确定所述可疑区域的深度；
基于所述深度确定所述目标光源的亮度；
控制所述目标光源按照所述亮度亮起。
5.根据权利要求4所述的一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，所述基于所述深度确定所述目标光源的亮度，包括：
确定所述深度所在的预设深度区间，预设深度区间对应有预设亮度；
将所述深度所在的预设乘积区间对应的预设亮度确定为所述目标光源的亮度。
6.根据权利要求1所述的一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述位置信息控制辅助摄像装置转动，以使得当检测到所述物料移动至摄像装置下方时所述辅助摄像装置朝向所述可疑区域，并控制所述辅助摄像装置拍摄所述可疑区域的特写图像。
7.根据权利要求6所述的一种机器视觉环境快速构建方法，其特征在于，所述方法还包括：
当检测到所述物料移动至摄像装置下方时，控制所述摄像装置拍摄所述物料的物料图像，并且控制所述辅助摄像装置拍摄所述可疑区域的特写图像；
确定所述特写图像与所述物料图像的对应关系；
对所述特写图像、所述物料图像以及所述对应关系进行存储。
8.一种机器视觉环境快速构建装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于当检测到流水线上预设位置出现物料时，获取所述物料表面的点云数据，所述预设位置位于摄像装置的上游方向；
对比模块，用于将所述点云数据与标准物料的预设点云数据进行对比，判断所述物料上是否存在可疑区域，所述可疑区域为可能发生破损的区域；
位置确定模块，用于当存在可疑区域时，确定所述可疑区域的位置信息，所述位置信息为所述可疑区域在垂直于流水线行进方向平面上的位置信息；
光源控制模块，用于基于所述位置信息确定目标光源，当检测到所述物料移动至摄像装置下方时控制目标光源亮起。
9.一种电子设备，其特征在于，其包括：
至少一个处理器；
存储器；
至少一个应用程序，其中所述至少一个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述至少一个处理器执行，所述至少一个应用程序：用于执行根据权利要求1～7任一项所述的一种机器视觉环境快速构建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在计算机中执行时，令所述计算机执行权利要求1～7任一项所述的一种机器视觉环境快速构建方法。
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