1.一种基于视觉的椭圆孔电位器角度复位系统,其特征在于:它包括PLC控制系统、CAN总线、角度检测装置和角度复位装置,所述PLC控制系统与CAN总线通讯连接,所述角度检测装置包括摄像头和工控机,所述摄像头安装在待检测电位器夹具的正上方,所述摄像头通过千兆以太网与工控机通讯连接,所述工控机通过RS485模块与PLC控制系统通讯连接,所述角度复位装置包括气缸、伺服电机和批头,所述气缸的伸缩杆与伺服电机相连,所述伺服电机输出轴与批头固定相连,所述伺服电机与CAN总线通讯连接,所述气缸通过I/O模块与CAN总线通讯连接,所述角度复位装置位于待复位电位器夹具的正上方,所述角度检测装置所在的区域为角度检测工位,所述角度复位装置所在的区域为角度复位工位。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的椭圆孔电位器角度复位系统,其特征在于:所述批头为椭圆形结构。
3.一种如权利要求1所述的基于视觉的椭圆孔电位器角度复位系统的复位方法,其特征在于:它包括以下步骤:步骤一:当电位器进入角度检测工位的夹具后,PLC控制系统通过RS485模块向工控机输送一个角度检测工位就绪信号;
步骤二:工控机获得角度检测工位就绪信号后,通过千兆以太网向摄像头输送一个触发信号;
步骤三:摄像头获得触发信号后,拍摄一幅图像,并通过千兆以太网向工控机传送拍摄的图像;
步骤四:工控机获得图像后,根据角度检测算法计算椭圆孔偏转角度,并将该偏转角度通过RS485模块输送给PLC控制系统;
步骤五:PLC控制系统获得椭圆孔偏转角度后,将该偏转角度通过CAN总线输送给角度复位装置中的伺服电机,同时通过CAN总线通知电位器传送机构将电位器传送到角度复位工位;
步骤六:角度复位装置中的伺服电机获得偏转角度后,伺服电机从初始位逆时针旋转至该偏转角度,旋转完毕后通过CAN总线输送一个伺服电机就绪信号给PLC控制系统;
步骤七:电位器进入角度复位工位的夹具后,通过CAN总线输送一个角度复位工位就绪信号给PLC控制系统;
步骤八:PLC控制系统同时接收到伺服电机就绪信号和角度复位工位就绪信号后,通过CAN总线向气缸输送触发信号;
步骤九:气缸接收到触发信号后,从高位向下运动至低位,使批头进入椭圆孔中,完毕后通过CAN总线向PLC控制系统输送一个气缸伸出信号;
步骤十:PLC控制系统接收到气缸伸出信号后,通过CAN总线向伺服电机输送触发信号;
步骤十一:伺服电机接收到触发信号后,顺时针旋转步骤六中接收到的偏转角度,使椭圆孔旋转至初始位,完毕后通过CAN总线向PLC控制系统输送一个角度复位完毕信号;
步骤十二:PLC控制系统接收到角度复位完毕信号后,通过CAN总线通知气缸从低位向上运动至高位,并通知伺服电机旋转至初始位,同时通知电位器传送机构将电位器传送到电参数检测工位。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉的椭圆孔电位器角度复位方法,其特征在于:所述角度检测算法包括以下步骤:步骤一:从角度检测装置摄像头拍摄的图像中心,截取700×700像素大小的正方形图像子块,作为检测算法的输入图像;
步骤二:在颜色名空间中提取输入图像的白色通道,并归一化到[0,1]区间;
步骤三:在归一化后的图像中,采用8连通的方式清除掉比周围更亮且与图像边界相连接的前景区域;
步骤四:构造半径为10的圆盘型结构,并利用该结构对清除边界区域后的图像执行腐蚀操作;
步骤五:将腐蚀后的图像作为标记图像,将清除边界区域后的图像作为掩模图像,执行形态学重构,去掉椭圆孔区域外的比周围更亮的前景区域;
步骤六:将形态学重构后的图像归一化到[0,1]区间,并采用阈值0.5执行二值化操作,得到仅包含椭圆孔区域的二值图像;
步骤七:计算二值图像中椭圆孔区域的质心坐标[x0,y0]和主轴角度α∈[0°,180°]两个描述子,并利用上述两个描述子得到通过坐标点[x0,y0]、角度为α的主轴直线方程;
步骤八:采用Sobel算子对包含椭圆孔区域的二值图像执行边缘检测,得到椭圆孔区域边缘上各像素点的坐标;
步骤九:计算边缘上各像素点坐标到主轴直线的距离,其中距离最大的点即为缺口尖点,该点坐标记为[xp,yp];
步骤十:利用椭圆孔区域质心坐标[x0,y0]、主轴角度α、以及缺口尖点坐标[xp,yp],计算得到椭圆孔的偏转角度β,计算公式为:其中α0为椭圆孔电位器标准元件初始位的主轴角度。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉的椭圆孔电位器角度复位方法,其特征在于:所述角度检测算法中α0的计算过程包括以下步骤:步骤一:将椭圆孔电位器标准元件中的椭圆孔人工旋转至初始位,放入角度检测工位的夹具中;
步骤二:通过角度检测装置的摄像头拍摄一幅图像;
步骤三:采用角度检测算法步骤一至步骤七所述的方法计算椭圆孔主轴角度,得到的主轴角度即为α0。