[發明專利]一種超大型剪板機板料剪切邊緣曲線檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201610025701.X
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105674910B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 張西良;李健康;許楨英;李伯全;任乃飛;任旭東;王勻;謝方偉;王存堂
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G06T7/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.超大型剪板機板料剪切邊緣曲線檢測系統，其特征在于，包括光學成像單元、光源控制單元、圖像采集單元、圖像采集處理單元和數據處理單元；

所述光學成像單元包括數個工業相機和數個條形光源，所述工業相機包括CCD傳感器、安裝在CCD傳感器上的廣角鏡頭，所述數個工業相機呈線陣排列、位于板料剪切生產線上方，且使所述數個工業相機的拍攝范圍能夠覆蓋整個板料剪切邊緣；所述數個條形光源呈線陣排列、布置于板料剪切生產線下方，數個條形光源與光源控制單元連接；數個工業相機均與所述圖像采集單元相連，所述圖像采集單元還與圖像處理單元相連；

所述圖像采集單元用于控制工業相機進行圖像采集、并將所采集到的圖像傳輸給圖像處理單元；

所述光源控制單元用于根據工業相機的拍攝時間控制條形光源的照明；

所述圖像處理單元用于對采集到的圖像進行圖像預處理、圖像拼接、邊緣去毛刺、邊緣檢測得到剪切邊緣曲線；

所述圖像拼接是通過以下途徑實現：

①圖像匹配，使用模板匹配找出相鄰待拼接的預處理圖像中模板在相鄰工業相機得到的預處理圖像中對應的位置；

②圖像融合重構，采用直接平均法將待拼接圖像的重合區域進行融合得到拼接重構的平滑無縫全景圖像；

所述邊緣去毛刺是對圖像進行形態學操作去除邊緣毛刺；首先生成一個半徑3.5的圓形模板，對圖像拼接所得的全景圖像先進行腐蝕操作，然后使用所述圓形模板對腐蝕操作得到的結果圖像進行膨脹操作，去除邊緣毛刺；

邊緣檢測是采用Laplace二階導算子進行邊緣檢測，得到更準確的板料剪切邊緣圖像；

所述數據處理單元，用于定義坐標軸，提取板料剪切邊緣曲線上選取點的坐標點，并根據坐標點對剪切邊緣曲線進行擬合，得出板料剪切邊緣的曲線方程；首先，選取拼接好的圖像的下邊界作為坐標系x軸，左邊界作為y軸，根據每一個頂、拉調節螺栓對應的板料剪切邊緣曲線上的點的坐標，得到每個離散坐標點坐標；根據得到的離散對應點的坐標，擬合得到板料剪切邊緣曲線方程。

2.根據權利要求1所述的超大型剪板機板料剪切邊緣曲線檢測系統，其特征在于，所述工業相機的數量為4個，安置在刀具上方1m處，廣角鏡頭的視角為146°。

3.根據權利要求1所述的超大型剪板機板料剪切邊緣曲線檢測系統，其特征在于，所述數個工業相機安裝于動刀刀架上，條形光源安裝在送進機構平臺內側。

4.根據權利要求1所述的超大型剪板機板料剪切邊緣曲線檢測系統的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)圖像采集：光源控制單元控制條形光源照明，圖像采集單元控制數個工業相機進行圖像采集；

(2)圖像預處理：對每一個工業相機采集到的每一幅圖像分別進行幾何畸形校正和去噪處理；

幾何畸形校正：采用二元多項式法選取一組標準圖像與畸變圖像的對應點進行圖像幾何畸變校正；

圖像去噪：通過生成低通濾波器與圖像幾何畸變校正后的快速傅里葉變換圖像進行卷積運算，對得到的結果反傅里葉變換；

(3)圖像拼接：對得到的數幅預處理圖像按順序依次拼接成的全景圖像；

圖像拼接的具體步驟：

①圖像匹配，使用模板匹配找出相鄰待拼接的預處理圖像中模板在相鄰工業相機得到的預處理圖像中對應的位置；

②圖像融合重構，采用直接平均法將待拼接圖像的重合區域進行融合得到拼接重構的平滑無縫全景圖像；

(4)邊緣去毛刺：對圖像進行形態學操作去除邊緣毛刺；首先生成一個半徑3.5的圓形模板，對步驟(3)得到的全景圖像先進行腐蝕操作，然后使用所述圓形模板對腐蝕操作得到的結果圖像進行膨脹操作，去除邊緣毛刺；

(5)邊緣檢測：對步驟(4)得到的全景圖像，采用Laplace二階導算子進行邊緣檢測，得到更準確的板料剪切邊緣圖像；

(6)提取坐標點：選取拼接好的圖像的下邊界作為坐標系x軸，左邊界作為y軸，根據每一個頂、拉調節螺栓對應的板料剪切邊緣曲線上的點的坐標，得到每個離散坐標點坐標；

(7)擬合曲線方程：根據步驟(6)得到的離散對應點的坐標，擬合得到板料剪切邊緣曲線方程。