[發明專利]基于機器視覺的小模數塑料齒輪的檢測方法

有效

• 申請號: 201611225203.6
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106824806B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 葛廣英;尹紅敏;張如如;申哲
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: B07C5/00
• 分類號: B07C5/00
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 李浩成

本發明提出了一種實時的基于機器視覺的小模數塑料齒輪的檢測方法和實現這種方法的圖像處理系統，包括圖像采集模塊、圖像預處理模塊以及檢測、測量和分類模塊。從而實現小模數塑料齒輪的實時、非接觸性檢測和分類。

技術領域

本發明屬于圖像處理與機器視覺領域，涉及halcon軟件，具體涉及一種小模數塑料齒輪的實時在線檢測系統的方法。

背景技術

小模數塑料齒輪因為具有成本低、質量輕、生產批量大等特點，被廣泛用于儀表、家電、玩具等領域。在模塑法加工塑料齒輪過程中，不可避免會有殘次品出現，若不剔除，成品的質量將難以保證。

在中國，很多齒輪生產商出于各方面的考慮，依然使用傳統的接觸式測量方法對齒輪進檢測與測量。但由于小模數塑料齒輪的齒槽間隙小，測量儀器難以進入，且接觸式方式測量存在檢測速度慢、測量精度不高、數據不能實時存儲等缺點，不適合生產過程中的實時在線檢測，因此研究小模數塑料齒輪的非接觸式快速檢測方法意義重大。

發明內容

針對傳統測量技術的不足，本發明提出了一種實時的基于機器視覺的小模數塑料齒輪的檢測方法和實現這種方法的圖像處理系統，從而實現小模數塑料齒輪的實時、非接觸性檢測。

本發明提供的基于機器視覺的小模數塑料齒輪的檢測系統，包括圖像采集模塊、圖像預處理模塊以及檢測、測量和分類模塊。所述的圖像采集模塊為：在低角度LED環形光的垂直照射下，小模數齒輪在傳送帶上運動到指定位置時，光電傳感器會觸發CCD相機、攝像頭工作，攝像頭將被測場景中的目標成像到CCD靶面上，將其變成電信號。圖像預處理模塊為：圖像采集卡先將采集的電信號轉化為數字圖像信息，在計算機內實現存儲、處理。圖像處理軟件采用德國MVtec公司開發的具有標準的機器視覺算法包、擁有應用廣泛的機器視覺集成開發環境的halcon軟件，其應用范圍幾乎沒有限制，并且程序的移植性好、抗干擾能力強。檢測、測量和分類模塊為：通過檢測剔除不合格產品，然后測量得到齒輪的一些參數，最后進行齒輪的分類。

本發明提供的基于機器視覺的小模數塑料齒輪的檢測方法，包括以下步驟：

A、圖像采集；

B、圖像預處理；

C、檢測、測量和分類。

D、剔除不合格產品。

前面所述的小模數塑料齒輪的檢測方法，優選的方案在于，所述步驟B具體步驟如下：

步驟一、先把采集的彩色圖像轉化為3幅R、G、B單通道圖像；

步驟二、使用基于Weickert的各向異性擴散濾波算子進行圖像平滑，達到去除噪聲的同時保留并銳化邊緣的目的；

前面所述的小模數塑料齒輪的檢測方法，優選的方案在于，所述步驟C具體步驟如下：

步驟一、對平滑處理后的圖像進行自動全局閾值分割，原理為計算圖像的相對直方圖，從直方圖中提取相關的最小值用作閾值分割；

步驟二、對分割后的圖像形態學處理。設置形態學結構元素，對結構元素進行腐蝕處理，然后將源圖像區域和經過腐蝕處理后的區域做差運算，得到齒輪的個數和單個齒的面積，最后根據齒輪個數和單個齒的面積與標準值進行對比，剔除不合格產品；

步驟三、用基于canny的亞像素邊緣檢測算子提取亞像素邊緣，提高檢測的精確度；

步驟四、用基于atukey權重函數的最小二乘圓形曲線擬合獲得一些參數；

步驟五、用圓弧測量法獲得另外的參數，經過系統標定后將圖像坐標系轉化為世界坐標系；