[發明專利]一種用于金屬線材生產的在線檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201310190125.0
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103308525A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 高陽;常紅星;夏衛平;李書曉;朱承飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種用于金屬線材生產的在線檢測系統，該系統包括：光源、恒流控制器、CCD相機、計算機，其中：

所述光源是環形LED光源，套在被測金屬線材外側，光線照射角度與被測金屬線材運行方向平行，通過對被測金屬線材進行低角度強流明的照明，使缺陷明顯顯現，該光源與恒流控制器連接，亮度受恒流控制器控制；

所述恒流控制器安裝在光源邊上，與光源相連，通過控制電流來控制亮度和穩定亮度，其同時與計算機相連，接受計算機的亮度控制指令；

所述CCD相機是線陣高速CCD相機，與被測金屬線材運行方向成一定度數的夾角安裝，所述CCD相機與計算機相連，將圖像數據傳送給計算機；

所述計算機與恒流控制器、CCD相機、PLC相連，接收CCD相機傳送過來的圖像數據，進行識別處理，將處理結果反饋給生產控制可編程邏輯控制器。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，在被測金屬線材的上下左右四個方向分別安裝1臺所述CCD相機。

3.一種用于金屬線材生產的無損檢測的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S1，利用特定的光源打光方式、特定的相機采集方式，使得有缺陷金屬線材較正常金屬線材反射光強有較大區別，記錄所產生的一維光強數據；

步驟S2，高速線陣CCD相機與被測金屬線材成一定夾角，與環形LED光源保持一定距離，連續采集經過環形LED光源照射后的被測金屬線材表面反射的一維光強數據，并將一維光強數據通過GigE接口傳送到計算機中；

步驟S3，隨著被測金屬線材的運動，計算機采集得到多個一維光強數據，并將采集得到的多個一維光強數據拼接成二維圖像；

步驟S4，將所述二維圖像從計算機的內部存儲器傳輸到GPU的存儲器，步驟S5-S8的計算均在GPU的存儲器中進行；

步驟S5，對所述二維圖像進行暗電流消除，得到暗電流消除圖像；

步驟S6，對所述暗電流消除圖像進行增益調整；

步驟S7，將增益調整后得到的二維圖像中金屬線材所在的區域分割出來；

步驟S8，對于分割得到的金屬線材所在區域進行完整性檢測，即缺陷檢測，得到多個連通區域；

步驟S9，將所述多個連通區域數據從GPU存儲器傳到計算機的內部存儲器，步驟S10-S11的計算均在計算機的內部存儲器中進行；

步驟S10，對所述多個連通區域中的每一個分別進行特征提取；

步驟S11，對提取得到的特征進行模式識別，得到并輸出被測目標損傷區域的最終檢測結果；

步驟S12，將最終檢測結果通過以太網輸出給生產控制用的PLC。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，高速線陣CCD相機與被測金屬線材成15度夾角，距離環形LED光源1米。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，光源打光方式為環形LED光源以幾乎平行于被測金屬線材運行方向照射到被測金屬線材表面。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述環形LED光源照射方向與被測金屬線材運行方向之間小于5度。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中的運動為勻速運動。

8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，在將所述多個一維光強數據拼接成二維圖像時，先將所述一維光強數據每多條做平均，然后再將平均后得到的光強數據拼接成二維圖像，以去除所述能量變化數據中的噪聲。

9.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述暗電流消除為：將所述二維圖像減去暗電流背景圖像，所述暗電流背景圖像根據以下步驟獲取：

步驟S41，在沒有金屬線材的情況下，使用滿電流的環形LED光源照明，在不同的時間點采集獲得與所述二維圖像屬于同一安裝模式的多幅滿電流照射圖像；

步驟S42，對所述多幅滿電流照射圖像分別進行16位整型到32位浮點的格式轉換，得到格式轉換后的圖像；

步驟S43，對格式轉換后的多幅圖像進行均值化處理，得到該安裝模式上的暗電流背景圖像。