[發明專利]一種基于機器視覺的試紙質量檢測系統

有效

• 申請號: 202010554937.9
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111879781B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 董霞;張港;鄭飛;鮑旺;李庭屹;劉曉東;劉力
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G01B11/02;G01B11/04;G01B11/26;G01J3/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種基于機器視覺的試紙質量檢測系統，其特征在于，包括機械動作系統、數據采集系統、數據處理及分析系統和人機交互系統；其中，

機械動作系統，用于完成試紙的分離和傳送，以及根據人機交互系統的要求分揀試紙，將機械動作系統健康信息傳遞給人機交互系統；

數據采集系統，用于采集單個試紙的清晰圖像并將圖像傳輸給人機交互系統，其采集位置在機械動作系統的試紙傳送過程中；數據采集系統包括攝像頭和光源，攝像頭用于采集試紙圖片并傳遞給人機交互系統，光源用于保證攝像頭采集時的光照均勻性；數據采集系統中試紙長邊方向垂直的方向兩側粘貼粗糙白紙，作用是使光源所發出的光盡量產生漫反射，使密閉空間中的光線發散，保證試紙表面的光線均勻柔和，避免強烈眩光；光源的亮度會隨著圖像亮度調整，人機交互系統根據攝像頭采集的圖像亮度調整光源亮度，保證圖像整體亮度，防止丟失圖像信息；光源使用兩個平行的長條形光源，其光源長邊方向與試紙長邊方向垂直，因為兩個長條形光源的光源交叉區域光線更加均勻；

數據處理及分析系統，用于接收人機交互系統的圖像信息和圖像檢測參數，根據圖像檢測參數處理圖像，并將處理結果提交給人機交互系統；數據處理及分析系統包括圖像分割和圖像檢測；

圖像分割用于從攝像頭圖像中去除干擾，分割出試紙圖像；

圖像檢測用于根據圖像檢測參數判斷試紙是否是反面以及是否合格；

在圖像檢測時按順序進行正反檢測、尺寸形狀檢測、邊緣缺陷檢測、顏色均勻性檢測、表面缺陷檢測，符合當前標準的進入下一項檢測，提高檢測效率；

在顏色均勻性檢測時采用CIE Lab色彩空間；將試紙部分ROI圖像轉換到Lab顏色空間，然后計算圖像L、a、b通道的直方圖并繪制；對L、a、b通道的離散程度和進行計算，若其小于閾值，則判定顏色均勻，否則判斷顏色不均勻；

在試紙接縫檢測過程中利用灰度共生矩陣的能量值判斷試紙表面是否存在明顯接縫，將試紙部分ROI圖像轉換為灰度圖，然后計算灰度共生矩陣，并求取其能量值；實驗分析得到有接縫缺陷的試紙灰度共生矩陣的能量值較大，則設定判別條件：若能量值小于閾值，則認為無接縫缺陷，否則認為有接縫缺陷；

人機交互系統，用于面向操作人員設置圖像檢測參數，并將該參數傳遞給數據處理及分析系統；接收數據處理及分析系統的試紙分類信息，根據該分類信息，將分揀指令傳遞給機械動作系統；接收數據采集系統所采集的圖像信息，并調節數據采集系統的光照條件；完成系統自檢以及展示自檢情況；展示以及存儲圖像信息、試紙處理信息；

所述的人機交互系統包括數據服務和界面系統；數據服務用于完成檢測數據的存儲和分析，界面系統用于完成試紙圖像、當前試紙檢測信息、累計檢測信息和系統自檢情況的展示；向機械動作系統發送自檢命令并接受自檢信息；

圖像檢測參數的設置按檔位分配，設置中只需調整檔位，顯著降低操作人員的操作難度；高級設置中調整某個檔位所代表的值即可。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的試紙質量檢測系統，其特征在于，機械動作系統包括機械裝置和控制系統，機械裝置用于完成試紙的分離、傳送、分揀動作，控制系統用于接收人機交互系統的分揀指令并轉換為電信號驅動機械裝置完成動作。