一种线缆排线自动寻边技术优化方法及装置与流程

本发明涉及线缆自动排线领域，具体提供一种线缆排线自动寻边技术优化方法及装置。

背景技术：

1、随着国家经济和社会的飞速发展，各类线缆被越来越广泛地应用到现代工业生产和日常生活的各个方面。作为通信、互联网行业的基石，以光缆为代表的线缆行业是国内仅次于汽车行业的第二大制造业，俨然成为国内经济支柱产业之一。由于其拥有广大的市场需求，同事国家对于国内基础建设的重视程度日益加深，各行各业对于电线电缆的需求在持续增加。

2、线缆排线作为线缆生产过程的最后一道工序，对产品的性能和使用寿命有着直接影响，线缆排线指的是生产的线缆被卷绕并排列到木质收线盘上的过程，要求排线整齐、平坦、紧实、无穿插、无压摞跳线等。

3、但是与此同时，线缆制造业也迎来了空前的挑战。而随着制造产业科技发展，自动化应用技术突飞猛进，目前的电线电缆对于自动化和智能生产设备的依附性日益增强，通过现代化的生产设备实现自动化和智能化生产，可以提升产品的稳定性和品质。在国内方面，随着线缆需求量的激增，行业竞争加剧，如何实现线缆的自动化收排，提高线缆的收排效率和收排精度，也得到了越来越多人的重视。目前，国内在线缆的收排方面的研究主要在于收线装置研发和改进，以及线缆收排中部分环节的自动化控制。

4、但线缆制造行业由传统行业跨界到智能制造的过程中，会遇到一些行业里普遍存在的难题。当前，线缆的收排主要以半自动化为主，从线盘装卸、排线换向到收排过程中的速度控制等都离不开人工作业，需要生产人员进行现场操作，存在着劳动强度大、生产效率低、排线精度低和收排质量不稳定等问题，且针对多规格的线缆，当前控制系统的鲁棒性较低，适应性较差。

5、这些问题都严重阻碍了线缆生产企业的发展。行业长期处于大而不强的状态，存在着低端产能过剩的危机，产业转型升级阻力较大。企业面临着行业竞争激烈，产品同质化严重等困境。因此，如何提高线缆生产质量和生产效率就成了企业迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种实用性强的线缆排线自动寻边技术优化方法。

2、本发明进一步的技术任务是提供一种设计合理，安全适用的线缆排线自动寻边技术优化装置。

3、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

4、一种线缆排线自动寻边技术优化方法，其特征在于，具有如下步骤：

5、s1、将3d相机固定在收线盘前方，使相机高度与收线盘中心高度相同、相机水平、相机与轮盘间无其他遮挡；

6、s2、调用3d相机接口获取二维图像和3d点云图并从中提取出一条具有线盘侧板、线缆距3d相机水平距离的曲线；

7、s3、对线盘、线缆轮廓曲线进行滤波,平滑曲线，过滤异常和无效值；

8、s4、将轮廓曲线进行分割为多个线段，在深度变化过大的位置进行标识，将曲线分为多个线段；

9、s5、寻找线盘边缘和线缆排布部分曲线，根据特征匹配线盘边缘线段和线缆排布部分线段；

10、s6、分析线盘边缘和线缆排布部分两条线段；

11、s7、记录每一帧的分析结果，过滤错误的结果，并投票得出是否以到达换边时机的最终结果。

12、进一步的，在步骤s1中，将3d相机固定在收线盘后方，并使相机满足以下条件：

13、相机高度与收线盘中心高度相同；相机水平；相机视角垂直于线盘中心轴线；相机与收线盘间无其他遮挡；相机在线缆正下方；保持相机距离线盘侧板和距离线缆的水平距离都在3d相机工作范围内。

14、进一步的，在步骤s2中，进一步包括：

15、(1)根据相机坐标系和真实坐标系之间的映射关系，将深度图转化为3d点云图；

16、(2)对3d点云图进行过滤，根据相机于线盘的相对位置关系推断出收线盘中心轴线在3d点云图的位置，通过xy范围对点云图进行过滤提取出收线盘中心轴线部分的3d点云数据；

17、(3)对提取出的收线盘中心轴线部分的3d点云数据进行处理，取出收线盘中心高度的切面，获得进而获取一条具有线盘侧板、线缆距3d相机水平距离的曲线。

18、进一步的,在步骤s3中，进一步包括：

19、(1)填充无效点；循环遍历曲线中的每一个点，对于曲线中的无效点，如果无效点附近有有效点，使用与相邻的点的平均值进行赋值；

20、(2)曲线平滑，使用均值滑动窗口对曲线进行平滑操作，去除3d相机精度问题导致的曲线异常突起。

21、进一步的,在步骤s4中，进一步包括：

22、(1)切割出多个线段，循环遍历曲线中的每一个点，如果点与上一个线段的距离小于阈值line_diameter*0.4，将点标记为在线段内；如果没有点与线段的距离小于linediameter*2/5，则断开，新增另一线段；

23、(2)合并，将两个相邻线段之间落差小于2*line_diameter的线段合为同一个线段；

24、(3)过滤，过滤删除掉小于0.25*line_diameter的线段。

25、进一步的,在步骤s5中，进一步包括：

26、(1)寻找距离相机水平距离均值最小的线段，如果线段的方差小于阈值，则将线段标记为侧板，否则将帧数据置为无效；

27、(2)寻找侧板线段附近的最长的一条线段，如果线段满足以下条件：

28、线段的方差小于阈值；线段的距离相机水平距离大于侧板线段；线段距离侧板线段的距离小于阈值；线段长度大于diameter*2.5；

29、则将线段标记为线缆，否则将帧数据置为无效。

30、进一步的,在步骤s6中，分析线盘边缘和线缆排布部分两条线段判断线缆排线是否到达线盘边缘、是否是已经到达换边时机，具体步骤如下：

31、(1)判断线缆排线方向，根据侧板和线缆两条线段的相对位置确定当前线缆排线方向；

32、(2)获取线缆线段转折点，遍历线缆线段中的所有点，获得其中的所有局部极大值和局部极小值点，并根据局部极大极小值点估计线缆排布状态；

33、(3)判断线缆是否到边。

34、进一步的,判断线缆是否到边时，当线缆线段满足以下特征时判断线缆到达侧板返回true：

35、a、靠近侧板的一个直径的点均值<线段剩余点均值+diameter*0.4；

36、b、整个线段的最小值离相机最近距离侧板距离<diameter；

37、c、线缆线段最大落差靠近侧板位置，即当前缠绕位置在侧板附近，差值绝对值的最大相邻局部极大值和局部极小值点距离侧板距离<diameter*1.5，且差值的绝对值大于其他相邻局部极大值和局部极小值点差值的绝对值+diameter*0.5；

38、d、侧板位置在阈值范围内，否则，视为线缆未到达侧板返回false。

39、进一步的,在步骤s7中，建立队列，将所有有效数据结果保存至队列，并投票得出是否以到达换边时机的最终结果；

40、投票策略如下：选取最近50帧且在3s以内的所有数据，当有80％的结果为true，且最近5帧的结果都为没有false，则视为线缆到达侧边返回true，否则返回false。

41、一种线缆排线自动寻边技术优化装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

42、所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；

43、所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行一种线缆排线自动寻边技术优化方法。

44、本发明的一种线缆排线自动寻边技术优化方法及装置和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

45、本发明可以分析出排线当前位置、排线密度等特征，判断线缆排线是否到达线盘边缘、是否是已经到达换边时机，并通过投票过滤部分误识别结果，提高系统的准确性。

46、优化了排线中存在的排线换向过程中生产效率低、收排质量不稳定、系统鲁棒性较低等问题。