[發明專利]一種基于機器視覺的電纜排列檢測系統

有效

• 申請號: 201911318539.0
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN110940372B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 毛華撐;周妙根;齊紅磊;魯運力;李鵬鵬;周建平
• 申請（專利權）人: 江西太平洋電纜集團有限公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;G06K9/00
• 代理公司: 南昌卓爾精誠專利代理事務所(普通合伙) 36133
• 代理人: 徐柳華

1.一種基于機器視覺的電纜排列檢測系統，其特征是，包括電纜盤、圖像采集模塊、智能檢測模塊、繞線控制模塊、繞線電機和異常提醒模塊，所述圖像采集模塊定時對電纜盤進行圖像采集，并將采集得到的電纜盤圖像傳輸至智能檢測模塊，所述智能檢測模塊用于對接收到的電纜盤圖像進行處理和分析，判斷電纜盤上電纜排列是否出現異常，當斷定電纜盤上電纜排列出現異常時令異常提醒模塊進行提醒，并通過繞線控制模塊控制繞線電機停止工作，所述智能檢測模塊包括數據庫、目標提取單元和排列檢測單元，所述數據庫中存儲著電纜盤開始繞線后的各采集時刻對應的電纜排列正常情況下的電纜盤區域圖像，所述目標提取單元用于提取接收到的電纜盤圖像中的電纜盤區域圖像，具體包括：

(1)提取所述電纜盤圖像中的電纜盤區域的邊緣像素，設I(t)表示電纜盤開始繞線t時刻后采集得到的電纜盤圖像，I(i，j)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(i，j)處的像素，l_θ(i，j)表示以像素I(i，j)為中心的長度為d的直線，其中，θ為直線l_θ(i，j)和x軸正方向的夾角，且θ的初始值設置為-15°，定義b(i，j)表示像素I(i，j)的邊緣屬性值，則b(i，j)的表達式為：

式中，τ_θ(i，j)為直線l_θ(i，j)的邊緣權值，h(i，j)為像素I(i，j)的灰度值，I(x，y)為直線l_θ(i，j)上的像素，h(x，y)為像素I(x，y)的灰度值，M(l_θ(i，j))為直線l_θ(i，j)上的像素數，h(max)和h(min)分別為電纜盤圖像I(t)中像素灰度值的最大值和最小值，η_θ(i，j)為直線l_θ(i，j)的邊緣衡量系數，Ω(a，b)表示以像素I_θ(a，b)為中心的的局部鄰域，Ω(c，d)表示以像素I_θ(c，d)為中心的的局部鄰域，I_θ(a，b)和I_θ(c，d)分別為直線l_θ(i，j)兩端的端點像素，I(m，n)為局部鄰域Ω(a，b)中的像素，h(m，n)表示像素I(m，n)的灰度值，w(m，n)為像素I(m，n)的權值，且w(m，n)的表達式為：

其中，ρ(a，b)表示像素I_θ(a，b)的結構系數，且其中，h(a，b+1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(a，b+1)處像素的灰度值，h(a，b-1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(a，b-1)處像素的灰度值，h_θ(a，b)表示像素I_θ(a，b)的灰度值，h(a+1，b)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(a+1，b)處像素的灰度值，h(a-1，b)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(a-1，b)處像素的灰度值，ρ(m，n)表示像素I(m，n)的結構系數，且其中，h(m，n+1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m，n+1)處像素的灰度值，h(m，n-1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m，n-1)處像素的灰度值，h(m+1，n)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m+1，n)處像素的灰度值，h(m-1，n)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m-1，n)處像素的灰度值；

I(m′，n′)為局部鄰域Ω(c，d)中的像素，h(m′，n′)表示像素I(m′，n′)的灰度值，w(m′，n′)為像素I(m′，n′)的權值，且w(m′，n′)的表達式為：

其中，ρ(c，d)表示像素I_θ(c，d)的結構系數，且其中，h(c，d+1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(c，d+1)處像素的灰度值，h(c，d-1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(c，d-1)處像素的灰度值，h_θ(c，d)表示像素Iθ(c，d)的灰度值，h(c+1，d)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(c+1，d)處像素的灰度值，h(c-1，d)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(c-1，d)處像素的灰度值，ρ(m′，n′)表示像素I(m′，n′)的結構系數，且其中，h(m′，n′+1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m′，n′+1)處像素的灰度值，h(m′，n′-1)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m′，n′-1)處像素的灰度值，h(m′+1，n′)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m′+1，n′)處像素的灰度值，h(m′-1，n′)表示電纜盤圖像I(t)中坐標(m′-1，n′)處像素的灰度值；

給定邊緣像素門限值H(b)，當b(i，j)＞H(b)時，則像素b(i，j)記為邊緣像素；

(2)根據提取所得的電纜盤區域的邊緣像素確定所述電纜盤圖像中的電纜盤區域圖像；所述排列檢測單元用于對提取的電纜盤區域圖像進行分析，判斷電纜盤上的電纜排列是否存在異常。