[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的金剛線表面金剛砂顆粒質(zhì)量檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110304234.5
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113063705B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明偉;王釗;黃葉祺;閆瑞;時(shí)凱勝
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/174;G06T7/187;G06T17/00
• 代理公司: 西安鼎邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61263
• 代理人: 李振瑞

本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器視覺的金剛線表面金剛砂顆粒質(zhì)量檢測方法，包括使用CCD工業(yè)相機(jī)采集待測金剛線的表面圖像；對采集的表面圖像使用ROI裁剪、圖像濾波等方法進(jìn)行預(yù)處理；對預(yù)處理后的表面圖像使用連通域檢測、圓度檢測、區(qū)域面積檢測等方法提取表面圖像中金剛砂顆粒區(qū)域并分團(tuán)聚與正常兩類并進(jìn)行區(qū)域類型判斷與數(shù)量統(tǒng)計(jì)；對提取的表面圖像信息進(jìn)行三維重建，獲得金剛線表面立體圖像；對獲取的金剛線表面金剛砂顆粒信息與立體圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲以及前端界面顯示。本發(fā)明能夠檢測金剛線表面金剛砂顆粒數(shù)量與團(tuán)聚情況以及三維復(fù)原金剛線表面金剛砂顆粒分布情況，進(jìn)而檢測金剛線表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了金剛線生產(chǎn)中表面質(zhì)量的自動檢測與數(shù)據(jù)存檔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金剛線表面質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于機(jī)器視覺的金剛線表面金剛砂顆粒質(zhì)量檢測方法。

背景技術(shù)

金剛線廣泛使用于太陽能硅片、半導(dǎo)體、LED、寶石、光學(xué)玻璃等貴重材料的切割，具有切割效率高、精度高的顯著優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)切割砂線相比，金剛線具有耐磨、壽命長、環(huán)保等特點(diǎn)，有廣闊的市場前景。在切割中，金剛線表面質(zhì)量的好壞直接影響切割的效率和質(zhì)量，金剛線的質(zhì)量主要取決于附著于表面的金剛砂顆粒的數(shù)量、大小、團(tuán)聚情況以及空間分布情況

目前國內(nèi)外現(xiàn)有的金剛線表面質(zhì)量檢測方法主要有人工觀察法與基于機(jī)器視覺的方法。其中人工觀察法需要使用顯微鏡人工取樣觀察與計(jì)算，效率較低且成本較高，而已有的基于機(jī)器視覺的方法主要是識別金剛砂顆粒數(shù)量，功能較單一，無法獲取金剛線表面金剛砂顆粒的團(tuán)聚情況與空間分布情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的金剛線表面金剛砂顆粒質(zhì)量檢測方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于機(jī)器視覺的金剛線表面金剛砂顆粒質(zhì)量檢測方法，包括如下步驟：

S101.金剛線表面圖像采集；

S102.表面圖像預(yù)處理；

S103.表面圖像中金剛砂顆粒團(tuán)聚區(qū)域提取與數(shù)量統(tǒng)計(jì)；

S104.表面圖像中金剛砂顆粒正常區(qū)域提取與數(shù)量統(tǒng)計(jì)；

S105.表面圖像三維重建；

S106.金剛線表面質(zhì)量數(shù)據(jù)保存與顯示。

進(jìn)一步而言，所述步驟S101金剛線表面圖像采集使用CCD工業(yè)相機(jī)，CCD工業(yè)相機(jī)采集圖像的分辨率為656*488像素，96dpi，位深度為8。通過測試對比市面上常見的幾種CCD工業(yè)相機(jī)，確定使用此參數(shù)相機(jī)時(shí)可以滿足后續(xù)圖像處理需求，且成本較低。

進(jìn)一步而言，所述步驟S102對S101中通過CCD工業(yè)相機(jī)采集到的金剛線表面圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括以下步驟：

S1021.采用先驗(yàn)金剛砂顆粒灰度值區(qū)間對原始圖像進(jìn)行二值化；

S1022.使用矩形結(jié)構(gòu)元素對圖像進(jìn)行膨脹運(yùn)算；

S1023.對圖像中膨脹出的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行ROI裁剪；

S1024.對圖像進(jìn)行對比度增強(qiáng)處理。

進(jìn)一步而言，所述步驟S103對金剛線表面圖像進(jìn)行預(yù)處理后需要進(jìn)行圖像中金剛砂顆粒團(tuán)聚區(qū)域提取與數(shù)量統(tǒng)計(jì)，包括以下步驟：

S1031.使用矩形結(jié)構(gòu)元素對圖像進(jìn)行均值濾波；

S1032.使用灰度閾值對圖像進(jìn)行動態(tài)閾值分割；

S1033.使用圓形結(jié)構(gòu)元素對圖像進(jìn)行區(qū)域腐蝕運(yùn)算兩次；

S1034.將圖像基于連通域進(jìn)行區(qū)域劃分；