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原文传递一种基于机器视觉的钢筘质量检测装置

专利名称：	一种基于机器视觉的钢筘质量检测装置
摘要：	本发明属于纺织自动检测领域，涉及一种基于机器视觉的钢筘质量检测装置。所述装置包括水平导轨、相机、工控机、光源、暗箱、滑辊、传动辊、压力辊和喷气管。所述的暗箱置于水平导轨上表面，传动辊置于暗箱内部，传动辊与电机相连，由电机带动其旋转。传动辊的正上方设有压力辊，传动辊与压力辊之间设有间隙。所述的相机固定在暗箱内部，光源固定在相机的两侧，用于提供相机拍摄图像时所需的光亮度；喷气管固定在相机与压力辊之间的位置，钢筘检测过程中垂直向下喷气，一方面清除钢筘上的灰尘，并便于检测松弛的钢筘。相机镜头垂直向下，拍摄经滑辊平面移动的待测钢筘图像。本发明采用机器视觉代替人眼实现钢筘质量检测，速度快，精度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江南大学
发明人：	周建;孙俊然;高卫东;于拥军;唐文君
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910485735.0
公开号：	CN110174407A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	梅洪玉;戴风友
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	214122 江苏省无锡市蠡湖大道1800号
主权项：	1.一种基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，包括水平导轨(1)、相机(3)、工控机(4)、光源(5)、暗箱(6)、滑辊(7)、传动辊(8)、压力辊(9)和喷气管(10)；所述的暗箱(6)置于水平导轨(1)上表面，传动辊(8)置于暗箱(6)内部，传动辊(8)与电机相连，由电机带动其旋转；传动辊(8)的正上方设有压力辊(9)，传动辊(8)与压力辊(9)之间设有间隙；至少两根滑辊(7)水平置于水平导轨(1)的上表面，传动辊(8)与滑辊(7)平行，待测钢筘(2)放置于滑辊(7)上方，喷气管(10)固定在相机(3)与压力辊(9)之间，喷气管(10)一端口垂直水平导轨(1)，喷气管(10)垂直向下喷气；当待测钢筘(2)一端压在传动辊(8)，压力辊(9)给待测钢筘(2)向下的压力，传动辊(8)带动待测钢筘(2)前行，滑辊(7)在水平导轨(1)上旋转；所述的相机(3)固定在暗箱(6)内部，光源(5)固定在相机(3)的两侧，用于提供相机(3)拍摄图像时所需的光亮度；喷气管(10)固定在相机(3)的一侧，用于清除待测钢筘(2)上的灰尘，便于检测松弛的筘齿；相机(3)镜头垂直向下，拍摄经滑辊(7)平面移动的待测钢筘图像；所述的工控机(4)与电机和相机(3)相连，控制传动辊(8)的转速和相机(3)的拍摄速度；所述的工控机(4)与电机和相机(3)相连，控制传动辊(8)的转速和相机(3)的拍摄速度，并将相机(3)采集的图像通过图像分析模块进行分析；相机(3)将全尺寸待测钢筘(2)的图像采集到计算机中并存储，然后通过图像分析模块对待测钢筘(2)图像进行分析；图像分析模块用于筘齿图像的处理，包括图像校正模块、图像拼接模块、筘齿分割模块、筘齿间距测量模块和统计分析模块，所述五个模块依次相连，待测钢筘的图像由图像校正模块处理后依次经过其余四个模块处理，输出最终结果。 2.如权利要求1所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，所述的传动辊(8)的外表面平行设有两排橡胶凸起，用于增大与待测钢筘(2)接触的摩擦力。 3.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，所述的图像校正模块，用于将拍摄有倾斜的图像进行校正，具体处理步骤为： 2.1：设采集到的待测钢筘图像为A∈Rm×n，计算图像A中每一列的平均灰度值，记为Ti∈Rn； 2.2：计算Ti的标准差，记为V； 2.3：将图像Ai进行旋转，旋转角度从-10到10度，步长为0.5度，并计算每个角度的标准差S，取其最小值所对应的角度对图像Ai进行校正；所述的图像拼接模块，即对相机连续采集的图像{Ai}拼接为一张全幅待测钢筘图像，具体处理步骤为：设相邻两张图像为Ai和Ai+1； 3.1：在图像Ai和Ai+1的重合区域内选取大小为k×k的图像块P； 3.2：设图像块P从图像B中选取，并以此为模板在图像中进行模板匹配，所用的模板匹配方法为皮尔逊相关系数； 3.3：选取图像块P在图像Ai中皮尔逊相关系数最大值所对应的位置作为拼接点对图像Ai和Ai+1进行拼接； 3.4：重复步骤3.1～3.3，对所有待测钢筘图像进行拼接。 4.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，所述的筘齿分割模块，即对拼接后的图像进行二值化操作，进而将筘齿从背景分割出来；设拼接好的图像为C，对其进行二值化，进而将筘齿从背景中分割出来；所述的筘齿间距测量模块，即统计二值图像中相邻齿片之间的像素点，进而结合计算出全部相邻筘齿的物理距离；所述的统计分析模块，即统计所有筘齿间距的平均值和超过平均值筘齿的位置。 5.如权利要求3所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，所述的筘齿分割模块，即对拼接后的图像进行二值化操作，进而将筘齿从背景分割出来；设拼接好的图像为C，对其进行二值化，进而将筘齿从背景中分割出来；所述的筘齿间距测量模块，即统计二值图像中相邻齿片之间的像素点，进而结合计算出全部相邻筘齿的物理距离；所述的统计分析模块，即统计所有筘齿间距的平均值和过大筘齿位置。 6.如权利要求4所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，所采用的二值化阈值为图像C所有像素点的均值。 7.如权利要求5所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置，其特征在于，所采用的二值化阈值为图像C所有像素点的均值。
所属类别：	发明专利