[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410200881.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN103983426A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小勇;鄭琨;穆錦飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/00
• 分類號(hào): G01M11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類系統(tǒng)，其特征在于，包括速度檢測(cè)模塊、第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊、第三圖像采集模塊、工控機(jī)(1)、以及用于引導(dǎo)待檢測(cè)光纖傳送的第一導(dǎo)線輪(6)及第二導(dǎo)線輪(7)；

所述速度檢測(cè)模塊設(shè)于第二導(dǎo)線輪(7)上，速度檢測(cè)模塊的輸出端與工控機(jī)(1)的輸入端、第一圖像采集模塊的控制端、第二圖像采集模塊的控制端及第三圖像采集模塊的控制端相連接，第一圖像采集模塊的輸出端、第二圖像采集模塊的輸出端及第三圖像采集模塊的輸出端均與工控機(jī)(1)的輸入端相連接，第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊及第三圖像采集模塊位于同一平面內(nèi)，第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊及第三圖像采集模塊所處平面與光纖相垂直，光纖到第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊及第三圖像采集模塊的距離均相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊及第三圖像采集模塊均包括相機(jī)(5)及光源(3)，光源(3)產(chǎn)生的光經(jīng)光纖反射后入射到相機(jī)(5)的鏡頭中，相機(jī)(5)的輸出端與工控機(jī)(1)的輸入端相連接，相機(jī)(5)的控制端與速度檢測(cè)模塊的輸出端相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類系統(tǒng)，其特征在于，所述速度檢測(cè)模塊包括編碼器(4)及正交脈沖計(jì)數(shù)卡(2)，編碼器(4)設(shè)于第二導(dǎo)線輪(7)上，編碼器(4)的輸出端與正交脈沖計(jì)數(shù)卡(2)的輸入端相連接，正交脈沖計(jì)數(shù)卡(2)的輸出端與工控機(jī)(1)的輸入端及相機(jī)(5)的控制端相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)(1)的輸入端與速度檢測(cè)模塊的輸出端、第一圖像采集模塊的輸出端、第二圖像采集模塊的輸出端及第三圖像采集模塊的輸出端通過(guò)PCI總線相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類系統(tǒng)，其特征在于，所述第三圖像采集模塊、第一圖像采集模塊及第二圖像采集模塊均勻的分布于光纖的周圍。

6.一種基于機(jī)器視覺的光纖缺陷檢測(cè)及分類方法，基于權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

1)待測(cè)光纖在第一導(dǎo)線輪(6)及第二導(dǎo)線輪(7)上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一導(dǎo)線輪(6)、第二導(dǎo)線輪(7)及編碼器(4)旋轉(zhuǎn)，編碼器(4)檢測(cè)待測(cè)光纖的速度信息，然后將所述速度信息轉(zhuǎn)發(fā)至正交脈沖計(jì)數(shù)卡(2)中，正交脈沖計(jì)數(shù)卡(2)接收所述速度信息，并根據(jù)所述速度信息產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，然后將所述觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至相機(jī)(5)的控制端中，同時(shí)將所述速度信息轉(zhuǎn)發(fā)至工控機(jī)(1)中，工控機(jī)(1)顯示所述速度信息，相機(jī)(5)接收所述觸發(fā)信號(hào)，根據(jù)所述觸發(fā)信號(hào)對(duì)待測(cè)光纖進(jìn)行拍照，然后將拍照得到的圖片轉(zhuǎn)發(fā)至工控機(jī)(1)中；

2)工控機(jī)(1)接收及存儲(chǔ)所述待測(cè)光纖的圖片，并對(duì)待測(cè)光纖的圖片依次進(jìn)行降噪、濾波及閾值分割處理后，再通過(guò)三級(jí)分類器對(duì)待測(cè)光纖的圖片進(jìn)行處理，其中，第一級(jí)分類器接收閾值分割處理后的待測(cè)光纖圖片，然后通過(guò)粒子分離算法獲取待測(cè)光纖圖片中粒子信息，當(dāng)粒子中存在孔并且孔的面積在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，記為有黑斑缺陷的光纖圖片，當(dāng)粒子總不存在孔并且粒子面積和等效矩形長(zhǎng)寬均在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，記為正常光纖圖片，從而分離出部分正常光纖圖片及部分有黑斑缺陷的光纖圖片，然后再將待測(cè)光纖的剩余圖片轉(zhuǎn)發(fā)至第二級(jí)分類器中，第二級(jí)分類器每隔若干像素通過(guò)邊緣檢測(cè)算法獲取待測(cè)光纖的剩余圖片中光纖的上下邊緣位置信息，當(dāng)待測(cè)光纖的剩余圖片中所有對(duì)上下邊緣位置的差值均在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，則記作正常光纖圖片，當(dāng)待測(cè)光纖的剩余圖片中任意一對(duì)上下邊緣位置的差值不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，則記有缺陷光纖圖片，然后將有缺陷光纖圖片的所有上下邊緣位置信息轉(zhuǎn)發(fā)至第三級(jí)分類器中，第三級(jí)分類器接收有缺陷光纖圖片的所有上下邊緣位置信息，然后判斷有缺陷光纖圖片中每對(duì)上下邊緣位置的差值是否小于正常光纖線徑，當(dāng)有缺陷光纖圖片中連續(xù)若干對(duì)上下邊緣位置的差值有小于正常光纖線徑時(shí)，則記作該有缺陷光纖圖片為有黑斑缺陷的光纖圖片，當(dāng)有缺陷光纖圖片中連續(xù)若干對(duì)上下邊緣位置的差值均大于正常光纖線徑時(shí)，則分別根據(jù)有缺陷光纖圖片中各對(duì)上下邊緣位置的差值判斷光纖是否纖芯受損，當(dāng)光纖纖芯受損時(shí)，則將該有缺陷光纖圖片記作有邊緣損傷而且損傷到纖芯的光纖圖片，當(dāng)光纖纖芯沒有受損時(shí)，則將該有缺陷光纖圖片記作有邊緣損傷的光纖圖片，同時(shí)工控機(jī)(1)記錄所有正常光纖圖片的數(shù)量、有黑斑缺陷的光纖圖片數(shù)量、有邊緣損傷的光纖圖片數(shù)量、有邊緣損傷而且損傷纖芯的光纖圖片數(shù)量，并顯示正常光纖圖片的數(shù)量、有黑斑缺陷的光纖圖片數(shù)量、有邊緣損傷的光纖圖片數(shù)量、有邊緣損傷而且損傷纖芯的光纖圖片數(shù)量、有黑斑缺陷的光纖圖片、有邊緣損傷的光纖圖片及邊緣損傷而且損傷纖芯的光纖圖片。