[發明專利]用于物料溫度及姿態判斷的視覺檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201210321039.4
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN102829891A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 李新濤;程勝;唐粲;張偉;龔淳;毛代西;徐俊峰;陳燕云
• 申請（專利權）人: 昆山市工業技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G01K11/12
• 分類號: G01K11/12;G01B11/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于自動化工業檢測領域，具體是一種用于物料溫度及姿態判斷的視覺檢測系統及方法，主要用于鍛造工業。

背景技術

鍛造行業是一個傳統勞動密集型行業，自動化水平很低，因為沒有統一的工藝標準，產品線也很多很雜，傳統的人工作業具有一定的危險性，鍛造自動移送機器人可在一定程度上提高其自動化水平。但是由于物料溫度不夠或者在模腔中傾倒，會產出不合格產品，嚴重時會損壞模腔，因此鍛造物料自動移送機器人需要有配套的物料溫度和位姿的檢測系統。

在本行業內，普遍使用的測溫方法即采用測溫儀，測溫儀在正常環境下可以實現精確的溫度測定，但由于高溫物料周圍有冷卻水，當高溫物料接觸到水時會產生大量水霧，測溫儀照射在水霧上，溫度測定十分不穩定，甚至錯誤。因此，在如此惡劣的工業環境下，測溫儀不能達到很好的測溫效果。

近年來，基于視覺的檢測方法在工業上面的應用越來越廣泛，其在工業在線檢測的各個應用領域十分活躍，如：印刷電路板的視覺檢查、鋼板表面的自動探傷、大型工件平行度和垂直度測量、機器零件的自動識別等等。此外，在其他許多方法難以檢測的場合，利用機器視覺也可以有效的實現。

發明內容

本發明的技術目的是解決現有技術存在的問題，利用視覺識別的手段提供一種用于物料溫度及姿態判斷的視覺檢測系統及方法。

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本發明的技術方案為：

一種用于物料溫度及姿態判斷的視覺檢測系統，其特征在于，包括控制系統以及分別和控制系統連接的物料溫度檢測設備、姿態檢測設備，所述溫度檢測設備和姿態檢測設備均為嵌入式圖像設備，設置有攝像頭以及處理器。

作為優選，所述嵌入式圖像設備設為基于ARM的嵌入式系統。

作為優選，所述控制系統采用PLC控制器。

作為優選，所述溫度檢測設備和姿態檢測設備分別通過串行接口與控制系統通信連接。?

所述攝像頭設有防塵裝置，進一步避免惡劣環境對設備的影響。

一種可采用上述設備判斷物料溫度及姿態的視覺檢測方法，其特征在于，包括：

1）、溫度檢測：

鍛造時物料呈現的顏色會隨物料溫度升高而變化，如物料溫度偏低時，顏色值較暗，溫度偏高時，物料顏色較亮，物料溫度的高低和顏色的明暗度大致呈正比例關系。

利用預先測定好的物料顏色和溫度的對應關系，將溫度檢測設備的攝像裝置對準物料的位置，檢測物料區域像素的顏色信息，通過溫度檢測設備的處理器模塊分析判斷物料是否存在或物料的溫度，并向外部設備發送分析結果。

2）、姿態檢測：

將姿態檢測設備的攝像裝置對準物料位置，檢測物料區域像素的顏色信息，在姿態檢測設備處理器模塊中對灼熱的物料圖像進行邊緣提取，提取出物料的外觀輪廓，然后與模塊記載的物料初始輪廓進行擬合，并判斷物料的傾倒角度，之后將分析結果向外部設備發送。

在檢測過程中，通過外部的控制系統向溫度檢測設備、姿態檢測設備的處理器發送命令，并采用握手機制建立控制系統和處理器之間的連接，保障通信的可靠性。

所述控制系統向處理器發送的命令中可設若干特定的字符數據，相應的處理器根據該字符數據判斷是否是發送給自己的命令，確認命令發送正確后，檢測設備的處理器讀取命令，根據命令內容控制檢測設備開始執行檢測過程，并向控制系統回傳檢測結果。

進一步地，在上述物料的溫度檢測步驟中，溫度檢測設備的處理器程序預先設定物料溫度合格的顏色要素標準閾值和無物料的閾值，檢測過程中，根據搜索到的物料區域的像素值和預先設定的閾值的對比來完成判斷，根據判斷結果向控制系統發送相應的信號。

進一步地，在上述物料的姿態檢測步驟中，對形狀特定的物料預先設定其中心線和鍛造設備中作為參照的水平面位置，處理器根據物料中心線和水平面的夾角判斷其傾倒角度。

在上述溫度檢測步驟中，可利用顏色的RGB值進行對比分析。

本發明的有益效果：

1）、采用嵌入式設備，減少了設備的制造成本，并且嵌入式系統的穩定性可靠；

2）、整體檢測系統容易操控，設備容易拆裝和搬運；

3）、采用視覺檢測技術，大大減少了惡劣環境對檢測設備的影響，測量結果更準確，有益于提高產品的良品率。

附圖說明

圖1是本發明的物料溫度檢測流程圖；

圖2是本發明的物料姿態檢測流程圖；

圖3是PLC系統和檢測設備建立通信的流程圖；

圖4是本發明檢測系統的結構示意圖。

具體實施方式