橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提出了一種橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括各個參數(shù)可調(diào)的圖像采集平臺，用于采集橡塑制品的多幅圖像；存儲多幅圖像并在控制設(shè)備的控制下選擇出待分析圖像并進行分析和處理的圖像存儲與分析設(shè)備，該設(shè)備用于將測量的幾何量輸出至質(zhì)檢設(shè)備；所述質(zhì)檢設(shè)備用于比較標準幾何量與測量的幾何量，并將比較結(jié)果發(fā)送給輸出設(shè)備；控制設(shè)備用于根據(jù)各個設(shè)備的反饋對相應(yīng)設(shè)備的參數(shù)進行設(shè)置并控制流程中某幾個環(huán)節(jié)的重新啟動等。本方案能夠快速精確地獲得橡塑制品的幾何量，還能夠在不符合規(guī)定的時候根據(jù)相應(yīng)設(shè)備的反饋對圖像采集平臺的各參數(shù)進行自動調(diào)整，提高了橡塑制品幾何量測量的智能化和測量效率。
【專利說明】
橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]幾何參數(shù)測量是產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中必不可少的組成部分，而目前大部分的幾何測量特別是橡塑制品的幾何測量仍采用傳統(tǒng)的人工檢測方法，該方法通過人工操作各種測量工具進行檢測，或者通過肉眼識別的方式來完成檢測過程，整個過程不確定因素較多，不確定度相應(yīng)增大，而且操作人員的責(zé)任心、經(jīng)驗、情緒、手法都也會影響到檢測結(jié)果。另外，操作者長時間進行重復(fù)作業(yè)會產(chǎn)生疲勞而導(dǎo)致出錯率上升，從而降低檢測結(jié)果的準確性。同時，幾何測量檢測誤差會間接傳遞到被測產(chǎn)品的其它性能指標中，如:環(huán)剛度、拉伸屈服強度、縱向回縮率、斷裂伸長率等，要高精度測量其相關(guān)幾何尺寸，才能保證這些物理性能的準確性。總之，不確定度增大后檢測結(jié)果越偏離實際值。所以提高幾何測量技術(shù)的精度是檢驗產(chǎn)品質(zhì)量的核心問題。
[0003]隨著計算機技術(shù)和光電技術(shù)的高速發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者將計算機技術(shù)和光電技術(shù)引入測量技術(shù)領(lǐng)域，催生了一種全新的檢測技術(shù)一機器視覺檢測技術(shù)，并開發(fā)出了先進的基于機器視覺的測量系統(tǒng)，取得了良好的效果，已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和航空業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。機器視覺檢測技術(shù)的檢測范圍涉及設(shè)備裝配過程完整性檢測、零件缺陷檢測和尺寸以及誤差檢測、農(nóng)作物生長情況檢測及其果實的分級檢測、藥品及醫(yī)療器械檢測、車輛號牌識別及道路監(jiān)控等眾多方面，并成為檢測領(lǐng)域最具發(fā)展?jié)摿Φ默F(xiàn)代檢測技術(shù)。
[0004]然而，視覺檢測系統(tǒng)專用性較強，需要根據(jù)被測對象不同，研發(fā)相應(yīng)領(lǐng)域的測量系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)并沒有開發(fā)出一套適于在質(zhì)檢系統(tǒng)中對橡塑制品的幾何量進行測量的系統(tǒng)。質(zhì)檢系統(tǒng)對于橡塑制品的幾何量檢測要求精度較高，對于形成的視覺圖像的質(zhì)量以及對于視覺圖像的分析精度都有著較高的要求?，F(xiàn)有技術(shù)并沒有將上述機器視覺檢測技術(shù)進行進一步地開發(fā)，使其良好地適用于質(zhì)檢系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種更精確地適用于質(zhì)檢系統(tǒng)的橡塑制品的幾何量測量系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提出一種橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備、圖像采集平臺、圖像存儲與分析設(shè)備、質(zhì)檢設(shè)備以及質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備;控制設(shè)備連接至其他任一設(shè)備，而圖像采集平臺連接至圖像存儲與分析設(shè)備，圖像存儲與分析設(shè)備連接至質(zhì)檢設(shè)備，質(zhì)檢設(shè)備連接至質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備;所述控制設(shè)備用于對其他任一設(shè)備進行控制，包括設(shè)置各個設(shè)備的參數(shù)，控制各個設(shè)備的運行，接收反饋并根據(jù)反饋調(diào)整針對各個設(shè)備的控制;所述圖像采集平臺用于采集與某一橡塑制品相關(guān)的多幅圖像并將所述多幅圖像發(fā)送至圖像存儲與分析設(shè)備;所述圖像存儲與分析設(shè)備用于存儲所述多幅圖像并對所述多幅圖像進行分析來獲得所述橡塑制品的幾何量信息，并將所述幾何量信息發(fā)送至質(zhì)檢設(shè)備;所述質(zhì)檢設(shè)備用于對所述幾何量信息與標準信息進行對比，判斷所述橡塑制品是否合格，生成質(zhì)檢結(jié)果，并將質(zhì)檢結(jié)果發(fā)送至質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備;所述質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備用于輸出所述質(zhì)檢結(jié)果。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述圖像采集平臺包括傳送設(shè)備、無影照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備以及感應(yīng)設(shè)備;所述傳送設(shè)備包括傳送電機、傳送輪和傳送帶，其用于將待測橡塑制品傳送并通過圖像采集設(shè)備可采集圖像的區(qū)域以由所述圖像采集設(shè)備采集待測橡塑制品的多幅圖像;所述無影照明設(shè)備位于傳送設(shè)備的上方，用于為傳送設(shè)備傳送的待測橡塑制品提供照明；所述圖像采集設(shè)備用于采集待測橡塑制品的多幅圖像，其中所述圖像采集設(shè)備設(shè)置在所述無影照明設(shè)備的正中間并朝向位于其正下方的傳送帶以捕獲經(jīng)過其下方的待測橡塑制品的多幅圖像;感應(yīng)設(shè)備與所述圖像采集設(shè)備位于垂直于傳送帶前進方向的同一平面上，感應(yīng)設(shè)備位于傳送設(shè)備的正前方或正后方以感應(yīng)傳送帶上所承載的待測橡塑制品的經(jīng)過。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述感應(yīng)設(shè)備用于感測到傳送帶上所承載的待測橡塑制品的到來以及離去兩個時刻;所述控制設(shè)備用于根據(jù)感應(yīng)設(shè)備發(fā)送的表示到來的信號啟動圖像采集設(shè)備開始采集待測橡塑制品的圖像，并根據(jù)感應(yīng)設(shè)備發(fā)送的表示離去的信號使得圖像采集設(shè)備停止采集待測橡塑制品的圖像。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述圖像采集平臺還包括背景板，所述背景板設(shè)置于傳送設(shè)備的上下傳送帶之間，并且所述傳送帶是透明傳送帶。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述背景板是電子背景板，它包括多組可發(fā)出不同顏色和亮度的光線的光源組;所述控制設(shè)備用于根據(jù)待測橡塑制品的顏色設(shè)置電子背景板要發(fā)出的光線的顏色和亮度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述圖像存儲與分析設(shè)備包括存儲設(shè)備和分析設(shè)備，其中:所述存儲設(shè)備用于存儲與待測橡塑制品相關(guān)的多幅圖像，所述多幅圖像來自于圖像采集設(shè)備;所述控制設(shè)備用于從所述多幅圖像中選擇一幅或幾幅待分析圖像;所述分析設(shè)備用于對所述待分析圖像進行分析和處理，獲得待測橡塑制品的幾何量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述控制設(shè)備用于從所述多幅圖像中選擇出位于待測橡塑制品的到來至離去的這段時間的中段的一幅或幾幅圖像作為所述待分析圖像。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述分析設(shè)備包括圖像預(yù)處理設(shè)備和幾何量測量設(shè)備；所述圖像預(yù)處理設(shè)備用于讀取其中一幅待分析圖像，對該圖像進行濾波處理，然后進行二值化處理;接下來，對二值化處理后的圖像進行最大連通區(qū)的提取，并對提取最大連通區(qū)后的圖像進行平移和傾斜校正;所述幾何量測量設(shè)備用于對進行了平移和傾斜校正后的圖像中的待測橡塑制品的幾何量進行測量。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述分析設(shè)備還包括反饋設(shè)備，所述反饋設(shè)備用于接收來自圖像預(yù)處理設(shè)備和幾何量測量設(shè)備在處理和測量中發(fā)現(xiàn)的圖像的缺陷，并反饋給控制設(shè)備;所述控制設(shè)備用于根據(jù)所述圖像的缺陷，調(diào)整圖像采集平臺的各個參數(shù)并控制圖像采集平臺對待測橡塑制品重新采集圖像，和/或，從所述多幅圖像中選擇其他未被選擇過的圖像作為待分析圖像并交由分析設(shè)備進行分析和處理。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述質(zhì)檢設(shè)備中存儲有預(yù)先設(shè)置好的標準幾何量，所述質(zhì)檢設(shè)備用于將幾何量測量設(shè)備測量出的幾何量與標準幾何量進行比較，判斷出是否滿足質(zhì)檢要求，并將結(jié)果發(fā)送給所述質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備。
[0016]由此可見，本方案以機器視覺為基礎(chǔ)，提出了一種特別適用于橡塑制品幾何量測量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括專用的圖像采集平臺、圖像存儲和分析設(shè)備、圖像質(zhì)檢設(shè)備以及控制設(shè)備等，它們的組合能夠快速精確地獲得橡塑制品的幾何量，還能夠在不符合規(guī)定的時候根據(jù)相應(yīng)設(shè)備的反饋對圖像采集平臺的各參數(shù)進行自動調(diào)整、對圖像采集、存儲和分析這一流程進行重新規(guī)劃并執(zhí)行，大大提高了幾何量測量的智能化和測量效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明提出的橡塑制品的幾何量測量系統(tǒng)的整體框架圖；
[0018]圖2是本發(fā)明提出的系統(tǒng)中圖像采集平臺的示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明提出的系統(tǒng)中圖像存儲與分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4-7是根據(jù)一個示例的對圖像中的待測橡塑制品進行分析的過程的示意圖。
[0021]圖8是根據(jù)一個示例的對圖像中待測橡塑制品的幾何量的進行測量的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下所述為本發(fā)明的較佳實施實例，并不因此而限定本發(fā)明的保護范圍。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)包括控制設(shè)備101、圖像采集平臺102、圖像存儲與分析設(shè)備103、質(zhì)檢設(shè)備104以及質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備105。
[0024]控制設(shè)備連接至其他任一設(shè)備，而圖像采集平臺連接至圖像存儲與分析設(shè)備，圖像存儲與分析設(shè)備連接至質(zhì)檢設(shè)備，質(zhì)檢設(shè)備連接至質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備。
[0025]所述控制設(shè)備用于對其他任一設(shè)備進行控制，包括設(shè)置各個設(shè)備的參數(shù)，控制各個設(shè)備的運行，接收反饋并根據(jù)反饋調(diào)整針對各個設(shè)備的控制。
[0026]所述圖像采集平臺用于采集與某一橡塑制品相關(guān)的多幅圖像并將所述多幅圖像發(fā)送至圖像存儲與分析設(shè)備。
[0027]所述圖像存儲與分析設(shè)備用于存儲所述多幅圖像并對所述多幅圖像進行分析來獲得所述橡塑制品的幾何量信息，并將所述幾何量信息發(fā)送至質(zhì)檢設(shè)備。
[0028]所述質(zhì)檢設(shè)備用于對所述幾何量信息與標準信息進行對比，判斷所述橡塑制品是否合格，生成質(zhì)檢結(jié)果，并將質(zhì)檢結(jié)果發(fā)送至質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備。
[0029]所述質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備用于輸出所述質(zhì)檢結(jié)果。
[0030]上文參考圖1對橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)進行了簡介，下面將對各設(shè)備進行詳細描述，討論該系統(tǒng)如何適用于橡塑制品的幾何量測量以及如何提高測量的精度。
[0031]首先，參考圖2，對專用于橡塑制品幾何量測量的圖像采集平臺進行介紹。
[0032]圖2是圖像采集平臺的一個實施例的示意圖。如圖2所示，所述圖像采集平臺包括傳送設(shè)備201、無影照明設(shè)備202、圖像采集設(shè)備203、感應(yīng)設(shè)備204。在一個或多個實施例中，還包括背景板205。
[0033]所述傳送設(shè)備201可包括傳送電機(未示出)、傳送輪和傳送帶等設(shè)備，其用于將待測橡塑制品206傳送并通過圖像采集設(shè)備203可采集圖像的區(qū)域以由所述圖像采集設(shè)備采集待測橡塑制品的多幅圖像。如圖2所示，所述待測橡塑制品位于傳送設(shè)備的傳送帶上，且所述傳送帶順時針運行，在圖2中，在傳動帶的帶動下，所述待測橡塑制品將從左至右運動。
[0034]為了為橡塑制品提供高質(zhì)量的照明，在本圖像采集平臺中，采用了無影照明設(shè)備202，在一個實施例中，所述無影照明設(shè)備為無影燈，位于傳送設(shè)備的上方。該照明設(shè)備對于經(jīng)過其下方的待測橡塑制品提供照明。如果采用相機的補光燈進行照明，那么很有可能在橡塑制品的照片中形成一些干擾的陰影。而本發(fā)明的這種照明可以使得待測橡塑制品在成像時不會出現(xiàn)明顯的陰影，有助于提高成像質(zhì)量。
[0035]在一個實施例中，所述無影照明設(shè)備202呈穹頂狀，其內(nèi)側(cè)即面向傳送設(shè)備的一面安裝有多個光源，從而向待測橡塑制品發(fā)出不同角度的光線，使得經(jīng)過其下方的待測橡塑制品的本影不明顯。圖2示出的是該無影照明設(shè)備的切面圖。此外，所述無影照明設(shè)備還可安裝在一個高度可調(diào)的支架上，這樣，無影照明設(shè)備與傳送設(shè)備之間的高度是可以調(diào)整的。在另一實施例中，所述無影照明設(shè)備202的多個光源的色溫和亮度是可調(diào)的。這樣可根據(jù)需要調(diào)整射向待測橡塑制品的光線的顏色和亮度，這樣有利于之后該制品的成像以及圖像的分析和處理。
[0036]在所述無影照明設(shè)備202的正中間，設(shè)置有所述圖像采集設(shè)備203。圖像采集設(shè)備和無影照明設(shè)備的位置相對固定，當(dāng)無影照明設(shè)備高度調(diào)整時，所述圖像采集設(shè)備隨之調(diào)整。在一個實施例中，所述圖像采集設(shè)備可為具有先進光學(xué)CCD傳感器的相機。所述圖像采集設(shè)備203朝向位于其正下方的傳送帶以捕獲經(jīng)過其下方的待測橡塑制品的多幅圖像。
[0037]感應(yīng)設(shè)備204與所述圖像采集設(shè)備203位于垂直于傳送帶前進方向的同一平面207上，感應(yīng)設(shè)備位于傳送設(shè)備的正前方或正后方以感應(yīng)傳送帶上所承載的待測橡塑制品的經(jīng)過。根據(jù)一個實施方式，所述感應(yīng)設(shè)備204為紅外傳感器，它發(fā)射紅外線以感測經(jīng)過其面前的物體。
[0038]如圖2所示，待測橡塑制品206被傳送帶從左向右傳送時，會經(jīng)過位于其前方或后方的感應(yīng)設(shè)備204，感應(yīng)設(shè)備204會感測到待測橡塑制品206的到來以及離去。
[0039]由于感應(yīng)設(shè)備204與所述圖像采集設(shè)備203位于垂直于傳送帶前進方向的同一平面207上，那么感測到待測橡塑制品的到來以及離去的過程中，待測橡塑制品也會經(jīng)過圖像采集設(shè)備203的正下方。這樣，所述圖像采集設(shè)備203便可采集所述待測橡塑制品的正面圖像(當(dāng)然，在這一實施例中或者一般來說，所述待測橡塑制品的面向圖像采集設(shè)備的上平面是待測幾何量所在的平面)。
[0040]當(dāng)感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)到橡塑制品的到來時，圖像采集設(shè)備203便可開始采集待測橡塑制品的圖像。圖像采集設(shè)備的采集頻率與傳送帶的傳送速度相關(guān)，當(dāng)傳送帶較慢時，采集頻率可稍微低一些，傳送帶較快時，采集頻率可稍高一些。其目的是無論傳送帶的速度如何，都能夠采集多幅圖像。
[0041]在之后的圖像分析和處理階段，采集的圖像中不僅包括待測橡塑制品，還包括圖像背景。一種有益的方式是在采集的圖像中，橡塑制品的顏色與背景的顏色反差較大，這樣才更為容易地從采集的圖像中辨別出橡塑制品。
[0042]為此，在特別有利的一個實施例中，加入了背景板205，所述背景板位于傳送設(shè)備的上下傳送帶之間，并且所述傳送帶是透明傳送帶。也就是說，對所述待測橡塑制品206進行圖像采集時，生成的圖像的背景顏色為背景板205的顏色。
[0043]在一個實施例中，所述背景板205是可移除和更換的。也就是說，在圖像采集平臺中，準備多個不同顏色的背景板，根據(jù)待測橡塑制品的顏色可選擇顏色反差較大的背景板，將該背景板插裝在上下傳送帶之間。
[0044]在另外一個實施例中，所述背景板205是電子背景板，即它包括多組可發(fā)出不同顏色和亮度的光線的光源組(例如LED光源)，可以根據(jù)待測橡塑制品的顏色設(shè)置電子背景板要發(fā)出的光的顏色和亮度。這樣，不必如上一實施例所述，對背景板進行拆卸和插裝，直接通過諸如人工遙控或自動設(shè)置色溫的方式進行調(diào)整即可。
[0045]所述自動設(shè)置色溫可以如下面所示的方式進行:將橡塑制品的顏色輸入控制設(shè)備，控制設(shè)備根據(jù)輸入的所述顏色調(diào)整背景板的顏色。橡塑制品的顏色輸入方式可以人工輸入，也可以通過在系統(tǒng)中設(shè)置的另一相機采集橡塑制品的圖像并對圖像進行分析得到橡塑制品的顏色。
[0046]如上文所述，已經(jīng)對本方案所涉及的圖像采集平臺進行了介紹。如上文所述，控制設(shè)備101與所述圖像采集平臺連接，該控制設(shè)備可實現(xiàn)對圖像采集平臺中傳送設(shè)備的傳送速度和傳送方向、圖像采集設(shè)備的快門速度、光圈、變焦、采集頻率等參數(shù)、無影照明設(shè)備的高度(當(dāng)其支架是可被自動控制的支架時)及其光源的亮度和色溫、背景板的亮度和色溫等參數(shù)的控制。特別的，該控制設(shè)備可接受圖像存儲與分析設(shè)備的反饋來調(diào)整這些參數(shù)。例如當(dāng)采集圖像的質(zhì)量比較模糊時，可降低傳送速度、提高快門速度、降低采集頻率、增加無影照明設(shè)備的亮度等；當(dāng)采集圖像中待測制品和背景顏色區(qū)分不明顯時，可控制背景板的色溫使其與待測制品的顏色對比更大；當(dāng)待測制品在圖像中所占比例過小時，可控制圖像采集設(shè)備的焦距或者降低無影照明設(shè)備的高度，同時可適量減少無影照明設(shè)備的亮度。其他控制方式不再一一贅述，也就是說，本發(fā)明中的圖像采集平臺具有非常高的集成度和靈活性，并且能夠非常智能地作出調(diào)整，提高了成像質(zhì)量，并且還可根據(jù)圖像分析結(jié)果作出快速反應(yīng)，提高了操作效率，節(jié)省了時間。當(dāng)然，所述控制設(shè)備也可提供人工輸入接口，以接收用戶對于圖像采集平臺的人工控制。
[0047]下面，參考圖3，對圖像存儲與分析設(shè)備進行介紹。所述圖像存儲與分析設(shè)備包括存儲設(shè)備301和分析設(shè)備302，其中，所述存儲設(shè)備用于存儲與待測橡塑制品相關(guān)的多幅圖像。
[0048]如上文所述，在感應(yīng)設(shè)備感測到待測橡塑制品到來至離去的這段時間內(nèi)，所述圖像采集設(shè)備根據(jù)采集頻率會拍攝多幅圖像。其目的是提供一個容錯的空間，即可在多幅圖像中挑選出一幅最合適的圖像。所述存儲設(shè)備接收來自感應(yīng)設(shè)備的待測橡塑制品到來和離去的信號，將這段時間內(nèi)所采集的圖像進行存儲并與所述待測橡塑制品進行關(guān)聯(lián)。例如為該待測橡塑制品建立一個圖像文件夾3011以存儲與該待測橡塑制品相關(guān)的多幅圖像。
[0049]在一個實施例中，一般來說，在這段時間中，處于中間的幾幅圖像是最適合的圖像。也就是說，在圖像存儲設(shè)備為待測橡塑制品存儲的多幅圖像中，選擇位于中間時段的一幅或幾幅圖像。舉例來說，如果存儲了 10幅圖像，則可選擇拍攝的第5、6幅圖像作為待分析圖像，如果存儲了 11幅圖像，則可選擇拍攝的第6幅作為待分析圖像。
[0050]當(dāng)然，在分析設(shè)備作出圖像分析時，如果選擇的待分析圖像并不符合要求，則可反饋至控制設(shè)備，控制設(shè)備從存儲的圖像中重新選擇位于中間時段的之前未選擇的圖像。即當(dāng)10幅圖像時，第5、6幅如果不合要求，可選擇第4、7幅圖像，如果還不符合要求，可選擇第
3、8幅，以此類推。如果都不合要求，則可如上文所述，調(diào)整圖像采集平臺的各個參數(shù)重新采集圖像，如果還是不符合要求，則通知用戶。
[0051]在一個實施例中，所述重新采集圖像是這樣實現(xiàn)的:所述圖像采集平臺的傳送設(shè)備支持順時針和逆時針兩種方向的轉(zhuǎn)動，如圖2所示，當(dāng)傳送設(shè)備順時針轉(zhuǎn)動即橡塑制品從左向右經(jīng)過采集設(shè)備并采集第一多幅圖像后，等待圖像分析結(jié)果，如果第一多幅圖像不符合要求，則調(diào)整圖像采集平臺的各個參數(shù)后，傳送設(shè)備逆時針轉(zhuǎn)動則橡塑制品從右向左經(jīng)過采集設(shè)備采集第二多幅圖像。依次類推，即橡塑制品可來回往復(fù)運動。這樣更方便對于圖像的采集。而且所述感應(yīng)設(shè)備只是感應(yīng)橡塑制品的到來和離開，與到來和離開的方向無關(guān)，所以很好地支持了這一方法的執(zhí)行。
[0052]當(dāng)選擇出一幅或多幅待分析圖像后，所述分析設(shè)備302用于對所述待分析圖像進行分析并測量出待測橡塑制品的幾何量。當(dāng)然，如上文所述，當(dāng)所述分析設(shè)備發(fā)現(xiàn)待分析圖像不符合要求時，向控制設(shè)備反饋相應(yīng)表示圖像所存在的缺陷的信號。
[0053]所述分析設(shè)備包括圖像預(yù)處理設(shè)備3021、幾何量測量設(shè)備3022以及反饋設(shè)備3023，如上文所述，所述反饋設(shè)備3023可接收來自圖像預(yù)處理設(shè)備和幾何量測量設(shè)備在處理和測量中發(fā)現(xiàn)的圖像的缺陷，并反饋給控制設(shè)備。
[0054]下面參考圖4-7介紹所述圖像預(yù)處理設(shè)備3021對于待分析圖像的分析和處理過程。這一實施例中，以七孔梅花管的截面作為分析對象進行描述。
[0055]圖像預(yù)處理設(shè)備3021在讀取了其中一幅待分析圖像(圖4的最左側(cè)圖像，如圖4所示，該實施例所使用的背景板為黑色背景板)后，首先對該圖像進行濾波處理(生成位于圖4中間的圖像)，然后進行二值化處理(生成位于圖4最右側(cè)的圖像)。
[0056]這樣可獲得背景和待測橡塑制品之間對比度比較高的圖像。
[0057]然后，圖像預(yù)處理設(shè)備3021對二值化處理后的圖像進行最大連通區(qū)的提取，其目的是消除圖像中的其他干擾點，即去掉肉眼可見的和潛在的小面積區(qū)。如圖5所示，左側(cè)的圖像中包含除了待測橡塑制品外的多個其他干擾點，在提取了最大連通區(qū)后(右側(cè)的圖像)，只剩下比較干凈的只包括待測橡塑制品和背景的圖像。
[0058]雖然，參見圖6和7所示，圖像預(yù)處理設(shè)備3021對提取最大連通區(qū)后的圖像進行平移和傾斜校正(圖6和圖7以白色背景進行了描述，也可以是如圖4、5所示的黑色背景，這是可以隨意選擇的)。如圖6所示，將圖像中的待測橡塑制品平移到視野中心以防止圖像超出視野范圍。圖7中將待測橡塑制品進行傾斜校正以利于之后的測量過程。
[0059]參見圖8，幾何量測量設(shè)備3022對進行了平移和傾斜校正后的圖像中的待測橡塑制品的幾何量進行測量。
[0060]對于七孔梅花管來說，可以測量初始寬w高h、內(nèi)外圓的半徑r和R、以及內(nèi)外壁厚ei和ee。測量的方法例如可通過最小外接矩形、Matlab內(nèi)置函數(shù)擬合內(nèi)外圓以及切片測量等方法。這里不再贅述。當(dāng)然，在計算圖像中待測制品的尺寸時，要考慮整個圖片的大小，這是需要知道相機到物體的距離、相機的焦距以及CCD的面積，然后可以根據(jù)三角函數(shù)公式計算出圖片的大小，根據(jù)圖片的大小以及待測制品所占的比例，便可計算出所述需要測量的幾何量。
[0061]所述質(zhì)檢設(shè)備104存儲有預(yù)先設(shè)置好的標準幾何量，例如對于各種需要測量的橡塑制品的幾何量。所述幾何量測量設(shè)備3022將測量出的幾何量發(fā)送給質(zhì)檢設(shè)備104，所述質(zhì)檢設(shè)備將測量出的幾何量與標準幾何量進行比較，判斷出是否滿足質(zhì)檢要求。
[0062]所述質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備105用于輸出來自質(zhì)檢設(shè)備104的質(zhì)檢結(jié)果。
[0063]所述控制設(shè)備也可與質(zhì)檢設(shè)備和質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備連接對兩者進行控制，也可接收質(zhì)檢設(shè)備的反饋結(jié)果，例如如果測量出的幾何量與標準幾何量相差過大，有可能是圖像拍攝或者圖像選擇出現(xiàn)了問題，那么可以將相關(guān)信息反饋給控制設(shè)備，控制設(shè)備可控制從存儲設(shè)備301中選擇其他圖像并交由分析設(shè)備302分析和處理，并由質(zhì)檢設(shè)備對測量出的幾何量進行重新檢查，當(dāng)所有圖像都存在上述缺陷時，也可控制圖像采集平臺對待測橡塑制品重新采集圖像，并進行新一輪的圖像存儲、分析以及質(zhì)檢過程。這里不再贅述。
[0064]通過上文的介紹可知，本方案以機器視覺為基礎(chǔ)，提出了一種特別適用于橡塑制品幾何量測量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括專用的圖像采集平臺、圖像存儲和分析設(shè)備、圖像質(zhì)檢設(shè)備以及控制設(shè)備等，它們的組合能夠快速精確地獲得橡塑制品的幾何量，還能夠在不符合規(guī)定的時候根據(jù)相應(yīng)設(shè)備的反饋對圖像采集平臺的各參數(shù)進行自動調(diào)整、對圖像采集、存儲和分析這一流程進行重新規(guī)劃并執(zhí)行，大大提高了幾何量測量的智能化和測量效率。也就是說，這一完整的測量系統(tǒng)具有自動化程度高、測量精準等特點，且系統(tǒng)具有很強的靈活性，能夠適應(yīng)不同情況的需求。
[0065]應(yīng)注意，本發(fā)明所提出的【具體實施方式】及應(yīng)用領(lǐng)域僅為說明的目的，并不作為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改以滿足實際需要。
【主權(quán)項】
1.一種橡塑制品幾何量測量系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)包括控制設(shè)備、圖像采集平臺、圖像存儲與分析設(shè)備、質(zhì)檢設(shè)備以及質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備； 控制設(shè)備連接至其他任一設(shè)備，而圖像采集平臺連接至圖像存儲與分析設(shè)備，圖像存儲與分析設(shè)備連接至質(zhì)檢設(shè)備，質(zhì)檢設(shè)備連接至質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備； 所述控制設(shè)備用于對其他任一設(shè)備進行控制，包括設(shè)置各個設(shè)備的參數(shù)，控制各個設(shè)備的運行，接收反饋并根據(jù)反饋調(diào)整針對各個設(shè)備的控制； 所述圖像采集平臺用于采集與某一橡塑制品相關(guān)的多幅圖像并將所述多幅圖像發(fā)送至圖像存儲與分析設(shè)備； 所述圖像存儲與分析設(shè)備用于存儲所述多幅圖像并對所述多幅圖像進行分析來獲得所述橡塑制品的幾何量信息，并將所述幾何量信息發(fā)送至質(zhì)檢設(shè)備； 所述質(zhì)檢設(shè)備用于對所述幾何量信息與標準信息進行對比，判斷所述橡塑制品是否合格，生成質(zhì)檢結(jié)果，并將質(zhì)檢結(jié)果發(fā)送至質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備； 所述質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備用于輸出所述質(zhì)檢結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述圖像采集平臺包括傳送設(shè)備、無影照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備以及感應(yīng)設(shè)備； 所述傳送設(shè)備包括傳送電機、傳送輪和傳送帶，其用于將待測橡塑制品傳送并通過圖像采集設(shè)備可采集圖像的區(qū)域以由所述圖像采集設(shè)備采集待測橡塑制品的多幅圖像； 所述無影照明設(shè)備位于傳送設(shè)備的上方，用于為傳送設(shè)備傳送的待測橡塑制品提供照明； 所述圖像采集設(shè)備用于采集待測橡塑制品的多幅圖像，其中所述圖像采集設(shè)備設(shè)置在所述無影照明設(shè)備的正中間并朝向位于其正下方的傳送帶以捕獲經(jīng)過其下方的待測橡塑制品的多幅圖像； 感應(yīng)設(shè)備與所述圖像采集設(shè)備位于垂直于傳送帶前進方向的同一平面上，感應(yīng)設(shè)備位于傳送設(shè)備的正前方或正后方以感應(yīng)傳送帶上所承載的待測橡塑制品的經(jīng)過。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述感應(yīng)設(shè)備用于感測到傳送帶上所承載的待測橡塑制品的到來以及離去兩個時刻；所述控制設(shè)備用于根據(jù)感應(yīng)設(shè)備發(fā)送的表示到來的信號啟動圖像采集設(shè)備開始采集待測橡塑制品的圖像，并根據(jù)感應(yīng)設(shè)備發(fā)送的表示離去的信號使得圖像采集設(shè)備停止采集待測橡塑制品的圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述圖像采集平臺還包括背景板，所述背景板設(shè)置于傳送設(shè)備的上下傳送帶之間，并且所述傳送帶是透明傳送帶。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述背景板是電子背景板，它包括多組可發(fā)出不同顏色和亮度的光線的光源組;所述控制設(shè)備用于根據(jù)待測橡塑制品的顏色設(shè)置電子背景板要發(fā)出的光線的顏色和亮度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述圖像存儲與分析設(shè)備包括存儲設(shè)備和分析設(shè)備，其中: 所述存儲設(shè)備用于存儲與待測橡塑制品相關(guān)的多幅圖像，所述多幅圖像來自于圖像采集設(shè)備； 所述控制設(shè)備用于從所述多幅圖像中選擇一幅或幾幅待分析圖像； 所述分析設(shè)備用于對所述待分析圖像進行分析和處理，獲得待測橡塑制品的幾何量。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述控制設(shè)備用于從所述多幅圖像中選擇出位于待測橡塑制品的到來至離去的這段時間的中段的一幅或幾幅圖像作為所述待分析圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述分析設(shè)備包括圖像預(yù)處理設(shè)備和幾何量測量設(shè)備； 所述圖像預(yù)處理設(shè)備用于讀取其中一幅待分析圖像，對該圖像進行濾波處理，然后進行二值化處理;接下來，對二值化處理后的圖像進行最大連通區(qū)的提取，并對提取最大連通區(qū)后的圖像進行平移和傾斜校正； 所述幾何量測量設(shè)備用于對進行了平移和傾斜校正后的圖像中的待測橡塑制品的幾何量進行測量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述分析設(shè)備還包括反饋設(shè)備，所述反饋設(shè)備用于接收來自圖像預(yù)處理設(shè)備和幾何量測量設(shè)備在處理和測量中發(fā)現(xiàn)的圖像的缺陷，并反饋給控制設(shè)備； 所述控制設(shè)備用于根據(jù)所述圖像的缺陷，調(diào)整圖像采集平臺的各個參數(shù)并控制圖像采集平臺對待測橡塑制品重新采集圖像，和/或，從所述多幅圖像中選擇其他未被選擇過的圖像作為待分析圖像并交由分析設(shè)備進行分析和處理。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述質(zhì)檢設(shè)備中存儲有預(yù)先設(shè)置好的標準幾何量，所述質(zhì)檢設(shè)備用于將幾何量測量設(shè)備測量出的幾何量與標準幾何量進行比較，判斷出是否滿足質(zhì)檢要求，并將結(jié)果發(fā)送給所述質(zhì)檢結(jié)果輸出設(shè)備。
【文檔編號】G06T7/60GK105910534SQ201610252262
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】云建斌, 李顯光, 王斌, 段斌, 張智
【申請人】內(nèi)蒙古自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院