[發(fā)明專利]加工設(shè)備的異物檢測方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110490872B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡武;王立忠;許一塵
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/33;G06V10/75;G06V10/74
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 羅碩

本發(fā)明提供了一種加工設(shè)備的異物檢測方法和系統(tǒng)，包括：獲取加工設(shè)備在工作時(shí)的待檢測圖像；在多張樣本圖像中查詢與待檢測圖像最為匹配的樣本圖像，得到目標(biāo)樣本圖像；將待檢測圖像配準(zhǔn)到目標(biāo)樣本圖像所在的坐標(biāo)系中，得到配準(zhǔn)后的待檢測圖像；計(jì)算配準(zhǔn)后的待檢測圖像與目標(biāo)樣本圖像的差分圖像，并對差分圖像進(jìn)行閾值分割操作，8連通區(qū)域篩選操作以及區(qū)域平移操作；對配準(zhǔn)后的待檢測圖像進(jìn)行特征提取操作，得到第一特征，和對目標(biāo)樣本圖像進(jìn)行特征提取操作，得到第二特征；計(jì)算第一特征與第二特征之間的歐氏距離；基于歐氏距離判斷加工設(shè)備是否在工作時(shí)出現(xiàn)異物。緩解了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法實(shí)時(shí)檢測加工設(shè)備中的異物情況的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及異物檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種加工設(shè)備的異物檢測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的檢測方法大多采取人工監(jiān)視加工設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)的方式，當(dāng)加工設(shè)備工作時(shí)，由操作工人通過目視的方式觀察加工設(shè)備的內(nèi)部情況，一旦發(fā)現(xiàn)異物或者異常，立即緊急制動。由于加工設(shè)備內(nèi)異物或者異常具有偶發(fā)性和突然性，操作工人即使長時(shí)間緊盯，也很難在發(fā)生問題時(shí)及時(shí)采取應(yīng)對措施，避免損害發(fā)生。此外還有的運(yùn)用傳感器監(jiān)測加工設(shè)備。通過在加工設(shè)備上安裝傳感器采集信號或者直接采集加工設(shè)備上傳感器的信號，運(yùn)用信號處理算法得出正常狀態(tài)與非正常狀態(tài)的信號差別。然而在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的最大障礙是無法實(shí)時(shí)檢測加工設(shè)備中的異物或者異常情況，只能在出現(xiàn)異物之后檢測到信號變化，起不到事先防范的作用，對預(yù)防加工設(shè)備發(fā)生異物進(jìn)而導(dǎo)致故障的作用有限。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種加工設(shè)備的異物檢測方法和系統(tǒng)，以緩解了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法實(shí)時(shí)檢測加工設(shè)備中的異物情況的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種加工設(shè)備的異物檢測方法，包括：獲取加工設(shè)備在工作時(shí)的待檢測圖像；在多張樣本圖像中查詢與所述待檢測圖像最為匹配的樣本圖像，得到目標(biāo)樣本圖像；其中，所述多張樣本圖像為所述加工設(shè)備在一個(gè)采樣周期內(nèi)，無異物工作時(shí)的不同時(shí)刻所對應(yīng)的樣本圖像；將所述待檢測圖像配準(zhǔn)到所述目標(biāo)樣本圖像所在的坐標(biāo)系中，得到配準(zhǔn)后的待檢測圖像；計(jì)算所述配準(zhǔn)后的待檢測圖像與所述目標(biāo)樣本圖像的差分圖像，并對所述差分圖像進(jìn)行閾值分割操作，8連通區(qū)域篩選操作以及區(qū)域平移操作，得到目標(biāo)差分區(qū)域；對所述配準(zhǔn)后的待檢測圖像中與所述目標(biāo)差分區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行特征提取操作，得到第一特征，和對所述目標(biāo)樣本圖像中與所述目標(biāo)差分區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行特征提取操作，得到第二特征；計(jì)算所述第一特征與所述第二特征之間的歐氏距離；基于所述歐氏距離判斷所述加工設(shè)備是否在工作時(shí)出現(xiàn)異物。

進(jìn)一步地，在多張樣本圖像中查詢與所述待檢測圖像最為匹配的樣本圖像，得到目標(biāo)樣本圖像，包括：分別計(jì)算所述待檢測圖像與所述多張樣本圖像的差分圖像，得到多個(gè)差分圖像；計(jì)算所述多個(gè)差分圖像的F-范數(shù)，得到多個(gè)F-范數(shù)值；將所述多個(gè)F-范數(shù)值當(dāng)中最小的F-范數(shù)值所對應(yīng)的樣本圖像作為目標(biāo)樣本圖像。

進(jìn)一步地，將所述待檢測圖像配準(zhǔn)到所述目標(biāo)樣本圖像所在的坐標(biāo)系中，得到配準(zhǔn)后的待檢測圖像，包括：計(jì)算所述待檢測圖像與所述目標(biāo)樣本圖像之間的仿射變換矩陣；基于所述仿射變換矩陣，對所述待檢測圖像做仿射變換，得到配準(zhǔn)后的待檢測圖像。

進(jìn)一步地，對所述差分圖像進(jìn)行閾值分割操作和8連通區(qū)域篩選操作，得到目標(biāo)差分區(qū)域，包括：對所述差分圖像進(jìn)行閾值分割操作，得到第一差分圖像；對所述第一差分圖像進(jìn)行高斯低通濾波操作，得到第二差分圖像；對所述第二差分圖像進(jìn)行8連通區(qū)域分割操作，將得到的8連通區(qū)域中，面積大于預(yù)設(shè)值的區(qū)域作為目標(biāo)差分區(qū)域。

進(jìn)一步地，對所述差分圖像進(jìn)行區(qū)域平移操作，得到目標(biāo)差分區(qū)域，包括：分別將所述差分圖像向下和向右平移第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值，得到目標(biāo)差分區(qū)域。