[發明專利]一種基于機器視覺的單向預浸料紋理角度檢測方法

在審

• 申請號: 202211060125.4
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115393334A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 梁煒;袁立標;張吟龍;張思超;劉帥
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明公布了一種基于機器視覺的單向預浸料紋理角度檢測方法。該檢測方法包括以下步驟：步驟1、采集單向預浸料圖像；步驟2、計算紋理角度候選集；步驟3、計算基準線角度候選集；步驟4、篩選紋理角度候選集，得到單向預浸料紋理角度；步驟5、篩選基準線角度候選集，獲得基準線角度；步驟6、計算單向預浸料紋理角度與基準線角度的差值，判斷鋪疊方向是否滿足工藝要求。本發明利用執行機構裝置搭載工業相機，自動測量單向預浸料紋理與基準線夾角，進而解決傳統鋪疊方向檢測實時性差、精度低、可靠性差等問題。本發明方法適用于碳纖維單向預浸料鋪疊在線紋理角度檢測，具有高效、穩定、精確等優勢。

技術領域

本發明涉及單向預浸料鋪疊方向檢測領域，尤其涉及一種基于機器視覺的單向預浸料紋理角度檢測方法。

背景技術

單向預浸料鋪疊是航空制造中飛機部件加工生產的重要環節。在鋪疊過程中，以特定形狀裁剪后的單向預浸料會按照預定方向和順序在模具上逐層鋪疊和拼接。之后，帶有多層單向預浸料的模具將會送入熱壓爐中加壓、加熱、固化成形，進而形成飛機的關鍵部件。在上述鋪疊過程中，車間工人在投影基準線的輔助下將單向預浸料按照預先設定的方向鋪疊，但是手工鋪疊易造成單向預浸料紋理與投影基準線的夾角過大，進而影響部件的整體性能。

針對鋪疊過程中存在單向預浸料紋理與激光投影基準線的夾角過大的問題。生產車間制訂了嚴格的工藝要求(單向預浸料紋理與投影基準線的夾角小于±1°)與配套鋪疊方向檢測方案(每層鋪疊完成后，工人需要用肉眼逐區域地檢測單向預浸料鋪疊方向是否與激光投影基準線方向一致)。但是該檢測方案不僅費時、費力，而且檢測工人容易產生視覺疲勞，無法可靠地檢測出單向預浸料鋪疊方向是否符合工藝要求。與傳統人工檢測方法相比，基于機器視覺的檢測方法具有實時性強、檢測精度高等優點。因此，本發明提出了一種基于機器視覺的單向預浸料紋理角度檢測方法。

發明內容

本發明提出一種基于機器視覺的單向預浸料紋理角度檢測方法，其主要目的在于克服傳統鋪疊方向檢測實時性差、精度低、可靠性差等問題。

所采用的技術方案是：一種基于機器視覺的單向預浸料紋理角度檢測方法，包括以下步驟：

步驟1、通過工業相機進行單向預浸料圖像采集；

步驟2、對單向預浸料圖像進行邊緣檢測，根據提取的紋理線段得到紋理線段角度，獲得紋理角度候選集；

步驟3、對單向預浸料圖像進行顏色空間轉換，根據提取的基準線線段得到基準線線段角度，獲得基準線角度候選集；

步驟4、對紋理角度候選集進行處理，得到單向預浸料紋理角度；

步驟5、依據單向預浸料紋理角度規范基準線角度候選集，得到初篩基準線角度候選集，對初篩基準線角度候選集進行投票，獲得基準線角度；

步驟6、通過判斷基準線角度與單向預浸料紋理角度的差值，實現單向預浸料紋理角度的檢測。

所述步驟1具體為：當工業相機到達預先設定的位置時，受觸發并完成單向預浸料圖像采集。

所述步驟2、對單向預浸料圖像進行邊緣檢測，根據提取的紋理線段得到紋理線段角度，獲得紋理角度候選集，具體步驟如下：

步驟2-1、對單向預浸料圖像g(x，y)進行高斯模糊，去除噪點，得到高斯濾波圖像f_Gauss(x，y)：

單向預浸料圖像g(x，y)與二維高斯函數G(x，y，σ)進行卷積運算，得到高斯濾波圖像f_Gauss(x，y)，表達式如下：

其中，參數σ為高斯濾波器寬度；