[發明專利]一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測方法與裝置

有效

• 申請號: 201310061850.8
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103149215A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 吳洪潭;葉含笑
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 張歡勇

1.一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測裝置，其特征在于：包括光學成像系統、圖像采集系統、旋轉控制系統，其中：

所述光學成像系統包括透明托盤(2)、光源(3)，光源(3)固定在旋轉控制臺(6)下方；

所述圖像采集系統包括工業相機(5)，工業相機連接電腦(8)；

所述旋轉控制系統包括步進電機(4)、旋轉控制臺(6)、PLC(7)、電腦(8)；PLC(7)和步進電機(4)連接，由電腦(8)通過PLC(7)發出信號控制步進電機(4)的啟動和停止；步進電機(4)和旋轉控制臺(6)的旋轉軸相連接，步進電機(4)轉動帶動旋轉控制臺(6)上的透明托盤(2)轉動；電腦(8)控制工業相機(5)對鋼化玻璃絕緣子拍照；

電腦讀入工業相機拍攝的順時針旋轉中的待檢測絕緣子圖像后采用以下方法進行處理：

1）FFT變換將圖像從空間域轉化到頻率域，再利用Butterworth低通濾波對圖像平滑去噪處理，最后FFT反變換；

2）邊緣提取，對圖像施加Canny算子以獲得玻璃絕緣子的邊緣圖像；

3）計算同心光環帶的圓心坐標，根據邊緣提取得到的光環帶邊緣，計算絕緣子中心坐標位置；

4）極坐標變換，根據光環帶圓心坐標將原始圖像中各環帶像素點由直角坐標轉換為極坐標，即轉換成極坐標圖像；

5）建立數據庫檢索對照表，在極坐標下，建立圖像中各個像素點的數據庫檢索對照表，使圖像的像素點在笛卡爾坐標系下和在極坐標系下的坐標表示建立一一對應關系；

6）對極坐標圖像進行基于數據庫的同心圓弧掃描，利用光帶背景與缺陷部位的像素變化有明顯差別的特點，抑制光帶背景條紋；

7）在絕緣子的順時針旋轉過程中，用拍到的最新一幀圖像減去前一幀圖像進行后差分運算，得到后差分后的圖像，進一步抑制背景光帶條紋，同時若在光帶上存在缺陷，則后差分的作用將在缺陷后帶邊上產生空洞，空洞把缺陷從光帶上分割出來，利于下一步的圖像分割；

8）圖像分割，在經過光帶背景抑制的后差分圖像中，利用自適應閾值法進行圖像分割；

9）缺陷判斷識別，采用支持向量機的智能識別方法，判斷分割后的圖像是否存在缺陷。

2.如權利要求1所述的一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測裝置，其特征在于：工業相機(5)通過支架垂直固定在鋼化玻璃絕緣子(1)上方，采集絕緣子圖像。

3.如權利要求1所述的一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測裝置，其特征在于：所述的光源(3)為LED光源，透明托盤(2)采用透明圓形有機玻璃托盤。

4.如權利要求1所述的一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測裝置，其特征在于：所述的光源(3)采用上寬下窄的倒壩形結構。

5.如權利要求1所述的一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測裝置，其特征在于：其中步驟5）為：

（1）以步驟3）中計算出的坐標為圓心，圖像中半徑相同的像素點構成一段弧，且圖像中所有的像素點構成一組同心弧；

（2）將圖像的像素點在笛卡爾坐標系下和在極坐標系下的坐標表示建立一一對應關系，并建立像素位置信息的數據庫檢索對照表。

6.如權利要求5所述的一種鋼化玻璃絕緣子缺陷檢測裝置，其特征在于：其中步驟6）為：

（1）對圖像進行同心圓弧掃描，并按照同心圓弧半徑由小增大的順序依次掃描；

（2）在掃描一個弧時，若圓弧中所有像素點的灰度值基本一致而沒有發生劇烈變化，則認為此段圓弧不包含缺陷信息，進而將此段圓弧的所有像素點灰度值化為0；若圓弧中像素灰度值發生明顯跳變，則認為此段圓弧包含缺陷信息，進而保留此段圓弧所有像素信息不變。