[發明專利]一種基于SURF算法的原位特征重構金屬線纜捻距檢測方法

在審

• 申請號: 202110958016.3
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113566724A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 孫毅;吳青祥;毛亞郎;單繼宏
• 申請（專利權）人: 浙江屹盛智能科技有限公司;寧海縣浙工大科學技術研究院
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于SURF算法的原位特征重構金屬線纜捻距檢測方法，包括以下步驟：步驟一，在獨特構建的光照模型下采集金屬線纜圖像，并將其按序存儲；步驟二，將存儲的圖像按采集時間的先后順序提取出來，并對其進行預處理；步驟三，對預處理后的圖像采用改進的SURF算法提取出金屬線纜繩股特征；步驟四，將提取的金屬線纜繩股特征在原圖中進行原位重構并測量捻距。本發明有效的克服了傳統金屬線纜捻距檢測時會破壞線纜繩股和現有的無損檢測難以在自然環境下精確檢測的問題，其中原位重構的方法可有效提高不同金屬線纜在自然環境下捻距的檢測效率與準確率。

技術領域

本發明涉及一種金屬線纜捻距檢測方法，具體涉及一種基于SURF算法的原位特征重構金屬線纜捻距機器視覺檢測方法。

背景技術

鋼絲繩生產工藝復雜，在捻制過程中難免會出現一些不符合鋼絲繩標準中捻制質量要求的各種缺陷質量，如：捻制松緊不均勻、外層繩股松弛鼓出、股絲松弛混亂等等。若使用不合格的鋼絲繩，輕則影響產品使用壽命重則會引起安全事故?，F有研究表明無論鋼絲繩絲股張力不均、拉扭受力或由表面磨損引起的變形均會導致鋼絲繩捻距的變化。因此對捻距進行檢測可有助于發現鋼絲繩的表面缺陷，所以檢測鋼絲繩捻距是十分有必要的。金屬線纜的繩股表面紋理均勻，繩股形狀穩定單一，但表面反光嚴重，圖像呈現各異，同時金屬線纜繩股的類型和形狀也各不相同。為實現對金屬線纜成繩過程中的捻距精準測量，保證線纜成繩的質量，利用機器視覺的方法對金屬線纜捻距進行測量既不干擾金屬線纜的使用狀態，也不破壞金屬線纜表面，與金屬線纜表面無接觸、無干擾變形，可獲得較高的捻距檢測精度。

傳統的金屬線纜捻距測量主要有以下兩種：一是手工剪取定長尺寸的金屬線纜，手動將其翻轉計算其纏繞圈數，根據圈數計算得出捻距值；二是將金屬線纜中的面絲拆除，并將線纜紋理拓在白紙上，所述紋理包括陰影部分的復寫區和空白部分的空白區，測量復寫區域長度和空白區長度，兩者相加就是捻距的長度。

以上兩種檢測主要通過人手工去完成，需要消耗大量的人力物力，檢測精度偏低，未能實現非接觸式檢測，都是有損檢測，目前雖然在線纜檢測中出現了超聲波檢測法、滲透檢測法、渦流檢測法和電磁檢測法等，但這些檢測方法大部分只應用到了線纜表面質量檢測，在線纜捻距檢測方面涉及較少。

隨著計算機技術的快速發展，計算機性能得到了極大的提升，機器視覺技術也隨之飛速發展，廣泛的應用于工業各個方面，因此機器視覺技術在金屬線纜捻距檢測上也有一定的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于針對現有金屬線纜捻距檢測的不足，提出一種基于SURF算法的原位特征重構金屬線纜捻距檢測方法，該方法有效的克服了傳統金屬線纜捻距檢測時會破壞線纜繩股，和現有的無損檢測難以在自然環境下精確檢測的問題，其中原位重構的方法可有效提高不同金屬線纜在自然環境下捻距的檢測效率與準確率。

本發明公開了一種基于SURF算法的原位特征重構金屬線纜捻距檢測方法，包括以以下步驟：

步驟1）在獨特構建的光照模型下采集金屬線纜圖像，并將其按序存儲；

步驟2）將存儲的圖像按采集時間的先后順序提取出來，并對其進行預處理；

步驟3）對預處理后的圖像采用改進的SURF算法提取出金屬線纜繩股特征；

步驟4）將提取的金屬線纜繩股特征在原圖中進行原位重構并測量捻距。

進一步地，所述步驟1）中的獨特構建的光照模型具體包括光源類型，光源顏色和光源布置方式三個部分的確定組合；其中光源采用的是藍色穹頂光源，光源布置方式為碗狀光照明，從而減弱金屬線纜材質的反光以及其表面為曲面的反光。

進一步地，所述步驟2）中所述的預處理步驟如下：

a）采用同態濾波對采集到的圖像進行濾波處理，減少反光對圖像質量的影響，同時去除采集圖像時可能出現的部分噪聲；