[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字圖像處理的拉鏈鏈帶缺陷檢測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110403923.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN102495069A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淼;唐雄民;歐幸福;陳坤遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東輝豐科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88
• 代理公司: 揭陽市博佳專利代理事務(wù)所 44252
• 代理人: 黃鏡芝

1.一種基于數(shù)字圖像處理的拉鏈鏈帶缺陷檢測方法，其特征在于：利用由目標(biāo)定位觸發(fā)裝置（2）、圖像采集傳感器（3）、傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置（4）、背景光源裝置（5）、傳送皮帶（6）、分揀裝置（7）和PC機(jī)或嵌入式控制系統(tǒng)（8）構(gòu)成的檢測裝置進(jìn)行檢測，前道生產(chǎn)工序已完成的待檢測拉鏈產(chǎn)品（1）被送入檢測裝置的傳送皮帶（6）平臺(tái)上，在傳送皮帶驅(qū)動(dòng)裝置（4）的驅(qū)動(dòng)下，拉鏈產(chǎn)品由傳送皮帶（6）傳送進(jìn)入檢測區(qū)域，目標(biāo)定位觸發(fā)裝置（2）對(duì)拉鏈產(chǎn)品進(jìn)行目標(biāo)定位，若拉鏈產(chǎn)品已進(jìn)入圖像采集傳感器中心視野區(qū)域，則觸發(fā)點(diǎn)亮背景光源裝置（5）的LED條形光源，并同時(shí)啟動(dòng)圖像采集傳感器（3），獲取區(qū)域輪廓清晰可見的拉鏈鏈帶數(shù)字圖像，然后將目標(biāo)圖像傳輸至PC機(jī)或嵌入式控制系統(tǒng)（8），PC機(jī)或嵌入式控制系統(tǒng)（8）對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行濾波、拉鏈水平旋轉(zhuǎn)、邊緣檢測和邊界輪廓提取處理，根據(jù)處理的結(jié)果和判別標(biāo)準(zhǔn)比較判斷拉鏈鏈帶區(qū)域是否存在缺陷，根據(jù)檢測結(jié)果將合格的拉鏈產(chǎn)品送入下一道包裝生產(chǎn)工序，將存在鏈帶缺陷的拉鏈產(chǎn)品通過分揀裝置（7）送入次品區(qū)域，完成拉鏈鏈帶缺陷檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于：所述檢測包括以下步驟：

1）采用圖像采集傳感器獲取拉鏈圖像，并采用基于灰度閾值的圖像分割方法，通過設(shè)置閾值，實(shí)現(xiàn)對(duì)拉鏈圖像的金屬鏈牙和圖像背景、鏈帶的分割，去除拉鏈鏈帶和原采集圖像背景，提取拉鏈鏈牙骨架；

2）根據(jù)拉鏈拉合部分在圖像中的粗略位置，在此區(qū)域中設(shè)定兩個(gè)分析區(qū)域，根據(jù)重心算法分別得到這兩個(gè)分析區(qū)域內(nèi)的鏈牙的重心位置，通過兩個(gè)區(qū)域重心坐標(biāo)值，計(jì)算得到兩個(gè)區(qū)域重心點(diǎn)的角度，以圖像中心坐標(biāo)為基準(zhǔn)點(diǎn)，以該角度作為旋轉(zhuǎn)角度使處于不同角度位置的拉鏈圖像旋轉(zhuǎn)至水平位置；?

3）對(duì)旋轉(zhuǎn)后的圖像進(jìn)行均值濾波處理，平滑圖像，減少噪聲干擾，以便后續(xù)邊緣檢測操作處理；

4）運(yùn)用基于泛函最優(yōu)化的Canny邊緣檢測算子提取拉鏈鏈帶邊緣；

5）選取拉鏈鏈帶邊緣任意一點(diǎn)，以該點(diǎn)為起始點(diǎn)，根據(jù)四連通邊界跟蹤算法得到拉鏈鏈帶邊界，以鏈帶邊界提取清晰的鏈帶輪廓圖像，從圖像背景中將拉鏈鏈帶部分分割出來，去除因?yàn)樾D(zhuǎn)圖像導(dǎo)致圖像不完全處于目標(biāo)區(qū)域的影響；

6）通過從左往右按列進(jìn)行查找邊緣鏈帶邊緣像素點(diǎn)，記錄最先找到像素的縱坐標(biāo)值，認(rèn)定該點(diǎn)為鏈帶左側(cè)位置；利用相同方法從右往左查找鏈帶右側(cè)位置坐標(biāo)值，計(jì)算兩側(cè)坐標(biāo)值的差值得到鏈帶總長，若總長超過預(yù)設(shè)閾值，則認(rèn)定鏈帶過長，判定該拉鏈為不合格產(chǎn)品，跳出程序，進(jìn)行后續(xù)分揀操作；若未超出預(yù)設(shè)閾值，繼續(xù)后續(xù)檢測操作；

7）在拉鏈拉合區(qū)域中選取整幅圖像的一列像素，以該列像素為掃描對(duì)象，從上往下計(jì)算該掃描列的像素值梯度，預(yù)設(shè)閾值，檢測該掃描列每一個(gè)像素點(diǎn)的梯度值是否超出閾值，若超出閾值，則認(rèn)定該像素點(diǎn)發(fā)生灰度跳變，認(rèn)定該點(diǎn)為拉鏈鏈帶上邊緣，記錄該點(diǎn)縱軸坐標(biāo)，繼續(xù)向下進(jìn)行上述檢測，直到搜索到拉鏈鏈帶下邊緣，并記錄該點(diǎn)縱軸坐標(biāo)值；

8）根據(jù)拉鏈鏈帶的上下邊緣的縱軸坐標(biāo)值計(jì)算得到拉鏈鏈帶上下兩條邊緣的中間線，以該線為中線，將拉鏈鏈帶劃分為上下兩個(gè)部分，并以中間線為基準(zhǔn)，從右向左查找灰度跳變點(diǎn)，若查找到，則認(rèn)定該灰度跳變點(diǎn)為拉鏈開叉起始點(diǎn)，以該點(diǎn)橫坐標(biāo)為基準(zhǔn)，將拉鏈上半部分分割成拉鏈鏈帶拉合部分和拉鏈鏈帶開叉部分兩個(gè)分析區(qū)域；

9）使用圖像異或算法，將拉鏈鏈帶下半部分與整個(gè)圖像進(jìn)行圖像異或算法處理，獲得只包含拉鏈鏈帶上半部分圖像；

10）通過之前記錄的鏈帶左側(cè)橫坐標(biāo)值，根據(jù)檢測余量，得到鏈帶左側(cè)檢測起始位置的橫坐標(biāo)值，拉鏈開叉起始點(diǎn)的橫坐標(biāo)為終止值，以10個(gè)像素的距離為增量從左至右循環(huán)設(shè)置檢測掃描列，沿掃描列從上往下查找鏈帶邊緣點(diǎn)的灰度跳變情況，記錄發(fā)生灰度跳變時(shí)的邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，計(jì)算兩個(gè)相鄰邊緣檢測點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差的絕對(duì)值，根據(jù)檢測精度預(yù)設(shè)閾值，判斷該差值的絕對(duì)值是否大于閾值，若大于閾值，則判定該兩個(gè)相鄰檢測點(diǎn)之間的鏈帶邊緣存在缺陷，跳出程序，否則進(jìn)入拉鏈鏈帶開叉部分的檢測操作；

11）使用圖像異或算法，將拉鏈鏈帶拉合的上半部分與鏈帶的上半部分圖像進(jìn)行圖像異或處理，獲得只包含拉鏈開叉的上半部圖像；

12）根據(jù)拉鏈開叉部分在圖像中的粗略位置，在拉鏈鏈帶開叉部分的兩端任選兩列，分別以上述兩列作為查找基準(zhǔn)，從上向下查找第一個(gè)灰度跳變點(diǎn)，若找到則認(rèn)定該點(diǎn)為鏈帶上邊緣，并記錄該點(diǎn)坐標(biāo)值，根據(jù)這兩個(gè)灰度跳變點(diǎn)的坐標(biāo)，以左側(cè)灰度跳變點(diǎn)位基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算兩點(diǎn)之間的角度，以該角度為旋轉(zhuǎn)角度將鏈帶開叉上半部分旋轉(zhuǎn)至水平位置；

13）查到鏈帶開叉上半部分的左右兩端橫坐標(biāo)值，以鏈帶左側(cè)的橫坐標(biāo)值作為檢測起始值，鏈帶的右側(cè)橫坐標(biāo)為終止值，以10個(gè)像素的距離為增量從左至右循環(huán)設(shè)置檢測列基準(zhǔn)線，沿列基準(zhǔn)線從上往下查找鏈帶邊緣點(diǎn)的灰度跳變情況，記錄灰度跳變時(shí)的邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，計(jì)算兩個(gè)相鄰檢測點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差的絕對(duì)值，根據(jù)檢測精度預(yù)設(shè)閾值，判斷該差值的絕對(duì)值是否大于閾值，若大于閾值，則判定該兩個(gè)相鄰檢測點(diǎn)之間的鏈帶邊緣存在缺陷，跳出程序，否則進(jìn)入拉鏈鏈帶下半部分的檢測操作；

14）以拉鏈鏈帶上下兩條邊緣的中間線為鏡射軸，將鏈帶下半部分鏡射到中間線上方，得到只存在處在中間線上方的鏈帶下半部分圖像，跳入10）至13）的程序，如果檢測到鏈帶缺陷則跳出程序，如果未檢測到鏈帶缺陷則結(jié)束程序，表明該拉鏈鏈帶完好，為合格產(chǎn)品；

15）根據(jù)檢測拉鏈鏈帶是否存在缺陷，輸出不同的信號(hào)。