[發明專利]帶卷邊部物體塔形檢測系統及其檢測方法

無效

• 申請號: 201110201551.0
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102889864A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 王建國;姬海燕
• 申請（專利權）人: 中鋁上海銅業有限公司
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01C3/30
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 解文霞

技術領域

本發明屬于視覺傳感技術領域，涉及一種塔形檢測系統，尤其涉及一種帶卷邊部物體塔形檢測系統；同時，本發明還涉及上述帶卷邊部物體塔形檢測系統的檢測方法。

背景技術

一些帶卷(包括各種金屬、塑料等)在清洗機列、氣墊退火爐、軋機等的收卷裝置中雖然有對邊或對中裝置，由于電氣控制的模式或機械的伺服機構的滯后、帶卷材料厚薄不勻等原因，會引起帶卷邊部的不整齊(即塔形度不好)。由于目前尚無對該類產品帶卷邊部的塔形進行量化的測量方法和工具，所以一般用肉眼觀察的方法，這樣只能定性估算，不利于對設備、產品、人員操作技術的考核。

有鑒于此，本領域技術人員針對上述問題，提供了一種結構簡單，運行方便，且成本低廉的機器智能測量裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種帶卷邊部物體塔形檢測系統，克服了現有技術的困難，實現了可以根據激光照射線的投影變化的數字圖像來定量檢測帶卷的邊部卷帶時的質量。

此外，本發明進一步提供上述帶卷邊部物體塔形檢測系統的檢測方法，克服了現有技術的困難，實現了可以根據激光照射線的投影變化的數字圖像來定量檢測帶卷的邊部卷帶時的質量。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種帶卷邊部物體塔形檢測系統，所述系統包括：

線性激光源，用以對物體帶卷邊部的表面照射，形成光斑點；

圖像獲取單元，與所述線性激光源的位置相對固定；反射光經過該圖像獲取單元上的透鏡在光敏探測器上產生像點，圖像獲取單元獲取像點圖像；

圖像處理單元，對所述圖像獲取單元獲取的像點圖像進行圖像處理，截取像點圖像中帶卷邊部區域的圖像，對截取的圖像進行處理，使得線性激光源照射的圖像點為設定顏色，各個圖像點組成一條像點曲線，其余區域的顏色與線性激光源照射的圖像點的顏色不同；

像點曲線轉換單元，通過遍歷整個圖像獲取的所有圖像點中顏色為設定顏色圖像點的方法，將圖像中代表曲線的各個圖像點的坐標位置統計出來；使用設定顏色圖像點像素代表的曲線來計算擬合直線，并計算各圖像點離該直線的距離；

質量判斷單元，用以根據所述像點曲線轉換單元計算得到的各圖像點離該直線的距離判斷物體邊部塔形質量是否合格。

作為本發明的一種優選方案，所述質量判斷單元的判斷方法包括：根據拍攝時附于卷帶邊上的有凹陷的標準件，其已知凹陷為N毫米，欲求的卷帶的高低差設為M毫米；根據透鏡的光路圖中N毫米的物像在焦平面上形成n像素的鏡像；所述光路圖中，通過光心的光路不變，經過其他點的光經過焦點f匯聚2f焦平面成像；

根據對頂角相同、余下的直角也相同得到一組相似三角形；有N/depth＝n/2f成立；同理在同一圖像中的卷帶高低差M/depth＝m/2f，即有N/n＝M/m；其中，depth為景深，f為焦距；

M＝N*m/n；

從而已知N毫米凹凸標準件以及由像點曲線轉換單元中算出的n像素和m像素便可計算出帶卷邊部部位的M毫米；

或者，所述質量判斷單元的判斷方法包括：以現場測量卷帶的半徑作為基準來比對，從而得出帶卷邊部部位的M毫米，此時拍攝角度保持為45°角，使橫向與縱向的長度單位相同。

作為本發明的一種優選方案，所述圖像處理單元的圖像處理步驟包括：

亮度轉換步驟，獲取各種合適的亮度、對比度、指數變換Gamma進行變換處理；

灰度化步驟，彩色變黑白256色階的灰度；

二值化步驟，選取最佳的閾值，將圖像變換成只有黑白2階的圖像；

反相步驟，所有圖像黑階變為圖像白階，而圖像白階變為圖像黑階；

形態學運算膨脹步驟，使圖像曲線橋接；

形態學運算腐蝕步驟，進行圖像噪聲濾波；

拓撲結構細化處理步驟，即骨骼化使圖像在Y坐標軸上取值唯一。

作為本發明的一種優選方案，所述圖像處理單元的圖像處理步驟進一步包括頂帽變換步驟，頂帽top-hat是形態學中的重要變換；在圖像拍攝條件差時，而事后又無法重拍，對圖像進行校正不均勻的照明的一種方法；圖像f的頂帽變換h定義為圖像f與圖像f開運算之差：h＝f-(foS)，foS是結構元素S對f進行開運算。

作為本發明的一種優選方案，所述像點曲線轉換單元遍歷所有圖像點并將黑色的圖像點選出，并統計黑色圖像點的X軸坐標位置、Y軸坐標位置；