[發明專利]一種齒環模具編號檢測方法

在審

• 申請號: 201710355787.7
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107169491A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王華龍;李力;黃坤山;李志鵬;彭博
• 申請（專利權）人: 佛山市南海區廣工大數控裝備協同創新研究院;佛山市廣工大數控裝備技術發展有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/34;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司44416
• 代理人: 張帥

技術領域

本發明涉及視覺檢測技術領域，具體涉及一種齒環模具編號檢測方法。

背景技術

在工業生產中，許多產品上都記錄著大量與產品相關的信息，如產品的質量精度、批次號、生產地、生產商等，這些信息有的用鑄造或印刷噴碼直接刻印到產品表面上去，不同的產品、不同的工藝流程及制造會造成刻印的文字形狀及顯現狀態不同，因此采取的識別方式也不同，如二維碼掃描、條碼掃描、字符識別等。

目前針對呈現比較規整的文字信息或文字信息所處的環境簡單等都比較容易讀取，如白底黑字、附著材質良好、文字信息排列水平或豎直、文字信息間距規整等，這些文字信息易于分割進行讀取。對于環形排列的字符圖像，由于字符所呈現的環境是環形形狀，因此難以對其進行準確有效的字符分割，再加上本環形分布模具編號由于其制造因素鑄刻在銅質材料，這樣易造成成像反光干擾，使得采集到的圖像不是很清晰。并且模具編號呈現在齒環上是環形分布，與傳統字符呈現方式不一樣，因此加大了環形分布模具編號字符的檢測識別難度。

目前齒環生產商的環形分布模具編號字符信息檢測都是靠人工觀察和自主判斷實現，人工成本高、檢測效率低，再加上模具編號是由鑄造形成的，整個模具編號字符凸出或凹陷約為2mm，字符寬度為約2mm，因此容易呈現不規則和扭曲變形字符等因素造成誤檢漏檢率高，從而導致齒環產品生產效率低。另外，由于齒環尺寸差異較大，給整個模具編號字符識別帶來新的難度。因此開發出一種準確快速的環形分布模具編號檢測識別方法具有非常重要的工程應用價值。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種齒環模具編號檢測方法，基于圖像極坐標變換、圖像均值濾波、圖像膨脹、神經網絡的算法，實現了流水線上的齒環環形分布模具編號字符信息的連續自動采集及判別。

為實現上述技術方案，本發明提供了一種齒環模具編號檢測方法，具體包括如下步驟：

步驟1、圖像采集：通過可以上下移動且自動聚焦的工業相機在光源的照射下采集放置在傳送帶上的齒環圖像；

步驟2、圖像識別：針對步驟1中獲取的齒環圖像，首先選取模具編號字符附著的環形目標區域，然后對這個環形目標區域進行極坐標變換，經過極坐標變換后的目標區域變成矩形區域，確保模具編號字符附著在該矩形區域內；

步驟3、字符截取：對步驟2獲得的矩形區域進行OCR字符區域ROI_0截取；

步驟4、字符處理：對步驟3中截圖的OCR字符進行OCR字符濾波、OCR字符分割和OCR

字符排序；

步驟5、字符識別：利用BP三層神經網絡進行分類匹配，自行判斷檢測識別，最后輸出檢

測識別內容；

步驟6、自動篩選：根據檢測識別工序的結果進行下一步分選，如果待檢齒環產品上面的模具編號字符能全部檢測識別出來，則該待檢齒環產品為合格產品，傳送帶將合格的待檢齒環產品移送到合格產品接料盒中；若待檢齒環產品上面的模具編號字符檢測識別不全或完全檢測識別不了，則該待檢齒環產品不合格，傳送帶將該不合格齒環產品移送到剔除機構處，剔除機構將該不合格齒環產品移送到不合格產品接料盒中。

優選的，所述步驟2中，使用極坐標變換將模具編號環形區域變成矩形區域，具體方法如下：

選取由ABCD四點組成的環形區域，以點O(mr,mc)為環形區域的圓心，點P(r,c)為環形區

域ABCD上一點，則點P的極坐標P'(d,Ф)可由下列公式推算出：

式中是相對于變換中心點O(mr,mc)的距離d和向量角度Ф來表示極坐標的，然后用仿射變

換和投影變換同樣的方式進行極坐標的變換，具體公式如下所示：

r'＝m_r+d*cosψ(3)

c'＝m_c+d*sinψ(4)

公式(3)和公式(4)中(r',c')為變換后點P'的極坐標，ψ為點P在環形區域內極坐標下的角度值，通過將ABCD圓環形區域像素點的坐標轉換成極坐標，可以將環形區域轉換成由A'B'C'D'四點極坐標表示的矩形，模具編號環形區域經過極坐標變換后得到矩形區域，此時模具編號字符由環形分布變成水平排列。

優選的，模具編號字符由環形分布變成水平排列后，再對矩形區域進行均值濾波降噪處理，

之后對前后兩幅圖像做減法處理，

均值濾波降噪算法如下：

經過公式(5)多次降噪后，圖像噪聲降低到原來的式中代表第i幅圖像位置(r,c)處的灰度值。