[發明專利]一種基于數字圖像處理的拉鏈鏈帶缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 201110403923.8
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102495069A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張淼;唐雄民;歐幸福;陳坤遠
• 申請（專利權）人: 廣東輝豐科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 揭陽市博佳專利代理事務所 44252
• 代理人: 黃鏡芝

技術領域

本發明是一種采用數字圖像處理來對拉鏈的鏈帶進行缺陷檢測的方法，屬于五金制品行業中拉鏈外觀質量檢驗技術領域中的新技術。

背景技術

拉鏈產品是人們日常生活的必需品。我國是世界最大的拉鏈生產國，拉鏈行業在經歷金融危機的緩沖式增長后，2009年以后整個拉鏈行業發展勢頭強勁。但是由于生產工藝等原因，在拉鏈產品的生產過程中會出現鏈帶破損、長度不均等缺陷，導致拉鏈次品的產生。目前，拉鏈產品的外觀質量一般采用人工方法，由大量的生產線工人通過視覺和主觀印象進行判斷。一方面，檢測效率低，成本高，工人勞動強度大；另一方面，人為因素影響很大，大工作量的勞動易造成檢測員工的疲勞，人為因素直接影響了產品檢驗的可靠性，導致產品瑕疵漏判和錯判，使產品品質的檢測穩定性較差、效率低下，制約了拉鏈行業的健康快速發展。改進生產工藝，實現產業技術的升級，提高拉鏈的生產效率，降低產品的生產成本，成為行業發展的迫切需要。

基于數字圖像處理的自動檢測系統能大幅度提高生產效率和產品質量，提高生產的柔性和自動化程度，能大幅度提高生產效率，降低生產成本，很大程度上提高生產自動化水平和檢測系統的智能水平，基于數字圖像處理的檢測技術因其具有穩定性強、運行效率好和精度高等優點，隨著數字圖像處理技術的迅速發展和現代生產的需要，計算機圖像模式識別技術在工業、國防、科學研究等各個方面得到更加廣泛的應用。因此，在現代工業生產過程中，基于數字圖像處理的自動檢測系統廣泛應用于生產過程狀況監視、成品檢驗和質量控制等領域。

目前，采用數字圖像處理對拉鏈鏈帶進行缺陷檢測的研究，主要集中在利用數字圖像處理技術進行拉鏈齒數檢測方面，利用直方圖均衡、灰度二值化和質心算法的技術來對拉鏈的單邊拉鏈齒牙狀況進行分析和研究。然而，對在生產過程產生的鏈帶不完整、破損和缺失等缺陷的檢測和判別的問題則還沒有得到很好的解決方案，拉鏈鏈帶缺陷的研究還處于起步階段。

綜上所述，現有采用數字圖像處理技術完成拉鏈缺陷的檢測應用，還處于起步探索階段，尚未研究出一套合理、完整的拉鏈鏈帶缺陷檢測的技術方案，大多只能靜態地完成某一項初始階段對特定缺陷的檢測，不能滿足對拉鏈鏈帶缺陷進行完整檢測的需求。

發明內容

本發明的目的在于考慮對拉鏈鏈帶進行完整邊緣檢測的需求而提供一種基于數字圖像處理的拉鏈鏈帶缺陷的檢測方法。該方法首先在灰度拉伸后的拉鏈圖像的拉合部分設定兩個分析區域，計算得到這兩個區域的重心坐標，根據兩個重心坐標將原始拉鏈圖像旋轉至拉鏈處于水平位置，通過濾波和邊緣檢測算法得到粗略的鏈帶輪廓，對鏈帶粗略邊緣進行邊界跟蹤得到清晰的鏈帶邊緣圖像；其次，通過確定鏈帶左右兩側邊緣和鏈帶開叉起始點位置，將拉鏈鏈帶邊緣劃分成上下兩個分析區域，將劃分的區域和拉鏈鏈帶邊緣圖像進行異或處理，提取分別只包含上、下半部分的鏈帶邊緣圖像，根據鏈帶開叉起始位置設定分析區域，運用圖像異或算法將鏈帶開叉部分的邊緣圖像從鏈帶上半部分提取出來，并進行水平旋轉后，根據鏈帶邊緣點的灰度值跳變的原理分別對拉鏈上半部分的拉合部分和開叉部分的鏈帶邊緣進行檢測。最后，運用鏡射原理將鏈帶下半部分邊緣鏡射到上半部分，使用檢測鏈帶上半部分邊緣的方法完成對鏈帶下半部分邊緣的檢測。

本發明，利用由目標定位觸發裝置、圖像采集傳感器、傳送帶驅動裝置、背景光源裝置、傳送皮帶、分揀裝置和PC機或嵌入式控制系統構成的檢測裝置進行檢測，前道生產工序已完成的待檢測拉鏈產品被送入檢測裝置的傳送皮帶平臺上，在傳送皮帶驅動裝置的驅動下，拉鏈產品由傳送皮帶傳送進入檢測區域，目標定位觸發裝置對拉鏈產品進行目標定位，若拉鏈產品已進入圖像采集傳感器中心視野區域，則觸發點亮背景光源裝置的LED條形光源，并同時啟動圖像采集傳感器，獲取區域輪廓清晰可見的拉鏈鏈帶數字圖像，然后將目標圖像傳輸至PC機或嵌入式控制系統，PC機或嵌入式控制系統對目標圖像進行濾波、拉鏈水平旋轉、邊緣檢測和邊界輪廓提取處理，根據處理的結果和判別標準比較判斷拉鏈鏈帶區域是否存在缺陷，根據檢測結果將合格的拉鏈產品送入下一道包裝生產工序，將存在鏈帶缺陷的拉鏈產品通過分揀裝置送入次品區域，完成拉鏈鏈帶缺陷檢測。

本發明，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，通過設置閾值，實現對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；