[發明專利]一種基于機器視覺的U型粉管的檢測方法及其檢測系統

有效

• 申請號: 201310015434.4
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103091332A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 侯北平
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的U型粉管的檢測方法及其檢測系統。

背景技術

U型粉管作為U型節能燈的重要組成部分，同時也是節能熒光管的前期產品，是由U型玻璃管經過熒光粉漿噴涂而成。節能燈管的發光質量主要取決于燈管內壁三色基粉的涂粉均勻效果，因而能否實現對粉管涂粉效果的有效檢測至關重要。

粉管在涂粉工藝加工完成后需要能夠快速準確地測量涂粉效果，需要迅速剔除不合格的粉管，從而避免進入下道工序，避免加工上的浪費。

在節能燈管的加工過程中，粉管的涂粉效果的有效檢測是實現自動控制的關鍵質量參數。然而，由于工藝等因素，粉管的自動在線檢測成為燈管生產中的一個技術難題。但目前國內外尚無自動化的熒光管的質量檢測系統，現有工藝下，粉管的檢測一般采用人工通過肉眼以日光燈為背光進行粉管涂粉效果檢測，工作環境惡劣、工作枯燥，效率低下，而且對于細微的瑕疵，人工難以進行定性檢測，而且檢測時間較長，但其估計判斷的準確與否取決于工人的操作經驗和疲勞狀態；故一般檢測精度不高，檢測結果的可靠性低，不能滿足在線實時檢測的需要。

專利號為5408104的美國專利公開了一種基于線性CCD的環形熒光管瑕疵檢測方法及其檢測裝置，該方法通過多個相機獲取環形燈管的表面圖像，通過設置閾值的方法濾除噪聲，利用圖像像素點的方向性來對環形燈管的表面瑕疵進行檢測。但該檢測方法與檢測裝置僅僅能檢測環形燈管外表面的玻璃劃傷、裂痕，無法檢測熒光管內壁的熒光粉噴涂效果。

發明內容

針對現有技術所存在的上述技術缺陷，本發明提供了一種基于機器視覺的U型粉管的檢測方法及其檢測系統，能夠實現U型粉管涂粉效果的實時精確測量。

一種基于機器視覺的U型粉管的檢測方法，包括如下步驟：

(1)采集待測U型粉管在各視角下對應的粉管圖像；

(2)從所述的粉管圖像中提取出ROI(Region?of?Interest，感興趣區域)；

(3)對所述的ROI進行紋理特征提取，得到ROI的LBP(Local?BinaryPatterns，局部二值模式)直方圖，并根據LBP直方圖構建LBP特征向量；

(4)使ROI的LBP特征向量與數據庫中對應的LBP標準特征向量進行Chi-square(卡方)距離計算，得到Chi-square距離值；

(5)根據步驟(2)至(4)遍歷所有粉管圖像，得到每張粉管圖像對應的Chi-square距離值；根據這些Chi-square距離值，判斷待測U型粉管涂粉效果是否合格。

所述的步驟(2)中，從粉管圖像中提取出的ROI方法為：首先根據待測U型粉管的外形，采用若干關鍵點對粉管圖像邊界曲線進行估計；然后根據同心圓環與兩個矩形管腿的形狀規則利用幾何公式重建出待測U型粉管的邊界，進而從粉管圖像中提取出ROI。

所述的步驟(3)中，根據LBP直方圖構建LBP特征向量的方法為：使LBP直方圖中10種模式對應的像素個數分別作為LBP特征向量的10個元素值，從而構建得到LBP特征向量。

所述的LBP標準特征向量通過以下方法求取：通過人工檢測獲取若干個涂粉效果合格的U型粉管，根據步驟(1)至(3)計算出每個U型粉管各視角粉管圖像所對應的LBP特征向量；對于任一視角，對歸屬于該視角的所有粉管圖像的LBP特征向量求平均，得到的平均特征向量即為該視角粉管圖像的LBP標準特征向量。

所述的步驟(4)中，根據以下算式使LBP特征向量與對應LBP標準特征向量進行Chi-square距離計算：