[發明專利]一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統及其檢測方法

在審

• 申請號: 201710937043.6
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107703148A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 萬金建;李澤滔
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01B11/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 吳無懼

1.一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：包括圖像采集模塊、圖像處理與辨識模塊和標記定位模塊，圖像處理與辨識模塊的信號接收端連接圖像采集模塊，控制端連接標記定位模塊，圖像處理與辨識模塊用于對采集到的圖像進行處理、辨識和尺寸檢測，圖像采集模塊用于電纜絞線圖像在線采集，標記定位模塊用于對不合格電纜絞線進行定位和標記。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：圖像處理與辨識模塊采用控制計算機PC。

3.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：圖像采集模塊包括工業相機和與工業相機相連的圖像采集卡，圖形采集卡連接到圖像處理與辨識模塊的信號接收端，工業相機采用三個，三個工業相機周向間隔均勻地布置在被檢電纜絞線一周。

4.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：標記定位模塊包括PLC控制器和與PLC控制器連接的定位執行裝置。

5.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：定位執行裝置包括畫筆，畫筆連接到伸縮桿上，伸縮桿尾端垂直連接到搖擺軸上，搖擺軸連接到搖擺電機，搖擺電機安裝在滑動座上，滑動座通過滑塊導軌副連接到固定臺上，滑動座還連接有驅動滑動座沿著電纜絞線移動方向的驅動機構。

6.根據權利要求5所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：驅動機構包括絲杠絲母副和絲杠驅動電機，絲杠絲母副的絲母固定連接在絲母座上，絲母座固定連接在滑動座上，與絲母相配合的絲杠兩端通過軸承座連接在固定臺上，絲杠一端伸出軸承座后連接到絲杠驅動電機，絲杠驅動電機固定連接在固定臺上。

7.根據權利要求5所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：伸縮桿包括導向桿和導向筒，導向桿自由端部設置彈性夾持部，另一端伸入到導向筒中并固定連接有壓縮彈簧一端，壓縮彈簧另一端固定連接在導向筒內底端，彈性夾持部包括開口的對稱彈性的兩夾持片，兩夾持片構成的夾持面直徑小于畫筆外徑。

8.根據權利要求3所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統，其特征在于：三個工業相機均勻安裝在安裝環上，安裝環通過支撐架固定連接在固定臺上，安裝環分為分離的上半部和下半部，上半部一端通過鉸軸連接到下半部，另一端貼合后通過螺栓固定連接。

9.根據權利要求1-8任一所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統的檢測方法，其特征在于：該方法包括下步驟：

（1）控制計算機啟動后，運行該系統，圖像采集模塊中三個工業相機在線采集電纜絞線圖像，每個工業相機采集完一幀圖像后，立即傳到各自對應的圖像采集卡；

（2）圖像采集卡將接收到的高質量電纜絞線圖像立即傳送到圖像處理與辨識模塊，也就是控制計算機PC；

（3）在辨識之前，需要對工業相機進行標定，也就是矯正相機徑向畸變，通過圖像采集系統采集到合格電纜絞線，控制計算機PC通過對合格電纜絞線圖像進行處理，求得徑向畸變矯正系數和一個像素尺寸大小，并以此作為標準；

（4）工業相機完成后，就可以對以后的電纜做在線辨識與檢測了，控制計算機PC接收到來自圖像采集模塊的電纜絞線圖像后，立即經行圖像徑向畸變矯正；

（5）控制計算機PC對電纜絞線圖像經行徑向畸變矯正之后，然后對矯正后的電纜絞線圖像經行外觀質量檢測和尺寸檢測；

（6）圖像處理與辨識模塊控制計算機PC對電纜絞線圖像進行辨識與檢測后，若不合格則向PLC發送控制命令；

（7）PLC接收到控制計算機PC發送對的控制命令；就會立即則驅動執行機構對電纜絞線經行定位和標記；

根據權利要求10所述的一種基于機器視覺的電纜絞線質量檢測系統的檢測方法，其特征在于：步驟（6）中圖像處理與辨識模塊的辨識與檢測方法：

（1）首先要對工業相機進行標定和像素尺寸的標定，通過圖像采集系統采集到合格電纜絞線，控制計算機PC通過對合格電纜絞線圖像經行處理，求得徑向畸變矯正系數和一個像素尺寸大小，并以此作為標準；

（2）先用取合格電纜絞線非紋理部分像素值的平均值avg_pixel，然后對電纜絞線的螺旋紋理進行自適應閾值分割、輪廓提取處理，然后將電纜絞線的螺旋紋理設置為avg_pixel，后續的辨識與檢測就相當于辨識和檢測一個“鋁棒”的表面特征；

（3）通過對采集到的圖像分別進行直徑方向像素個數的統計，求得電纜絞線的尺寸大小；

（4）在均勻的同軸光源環境下，“鋁棒”不會反光，其表面的缺陷的位置會呈現出與合格“鋁棒”明顯不同的像素值，像素值設置一個閾值來辨識和檢測“鋁棒”；

（5）控制計算機PC辨識和檢測完電纜絞線圖像后，若不合格，則向PLC發送控制信號；

（6）若合格，則繼續經行下一幀圖像的辨識與檢測。