基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開是關(guān)于一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：筆頭傳送模塊，包括編碼器；所述筆頭傳送模塊用于載運(yùn)待檢測筆頭且通過所述編碼器生成與所述待檢測筆頭的順序?qū)?yīng)的編碼值；筆頭偵測模塊，用于在偵測到所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆頭經(jīng)過預(yù)定位置時，發(fā)出提示信號；圖像采集模塊，用于在收到所述提示信號時，記錄所述編碼器當(dāng)前生成的編碼值以及采集所述待檢測筆頭的圖像；圖像分析模塊，用于根據(jù)所述圖像采集模塊采集的圖像計算所述待檢測筆頭的外觀尺寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格；筆頭篩選模塊，用于篩選出檢測合格的筆頭以及剔除檢測不合格的筆頭。本公開可以提升檢測效率以及準(zhǔn)確性。
【專利說明】
基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及數(shù)字圖像處理與模式識別技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于機(jī)器視 覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 圓珠筆(Ball Point Pen)，或稱原子筆，是使用水性、中性或者油性墨水，依靠筆 頭上自由轉(zhuǎn)動的鋼珠帶出來轉(zhuǎn)寫到紙上的一種書寫工具。圓珠筆具有結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便、 書寫潤滑，且適宜于用來復(fù)寫等優(yōu)點，因而，從學(xué)校的學(xué)生到寫字樓的文職人員等各界人士 都樂于使用。
[0003] 在圓珠筆中，筆頭是其核心部件之一，圓珠筆筆頭的外觀尺寸是否合格直接關(guān)系 到圓珠筆的書寫時的流暢程度與出墨情況。圓珠筆筆頭外觀尺寸一般包括：總長、外圓直 徑、碗口間隙、碗口厚度等。
[0004] 圓珠筆筆頭的制造一般要經(jīng)過多道工序，而如果加工精度不高，常會出現(xiàn)外觀尺 寸不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的筆頭，因此在筆頭投入使用之前必須首先對筆頭進(jìn)行外觀尺寸的檢 測，從而篩選出次品。
[0005] 目前，在圓珠筆筆頭的生產(chǎn)過程中，一般采用多種儀器、設(shè)備和方法，如投影儀或 者千分尺等，通過人工讀取數(shù)值的方式對圓珠筆筆頭外觀尺寸進(jìn)行檢測，從而篩選出次品。 但人工篩選的方式工作量大、工作效率低且準(zhǔn)確度低，檢測速度難以達(dá)不到生產(chǎn)要求。而 且，現(xiàn)有的檢測方式還存在判斷合格標(biāo)準(zhǔn)模糊，由于觀測角度、清晰度和放大倍率導(dǎo)致的檢 測不準(zhǔn)確以及人為不可控因素導(dǎo)致的精確度低、效率低等問題。
[0006] 需要說明的是，在上述【背景技術(shù)】部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理 解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，用于 至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或多個問題。
[0008] 本公開的其他特性和優(yōu)點將通過下面的詳細(xì)描述變得清晰，或部分地通過本公開 的實踐而習(xí)得。
[0009] 根據(jù)本公開實施例的一方面，提供一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測 系統(tǒng)，包括：
[0010] 筆頭傳送模塊，包括編碼器;所述筆頭傳送模塊用于載運(yùn)待檢測筆頭且通過所述 編碼器生成與所述待檢測筆頭的順序?qū)?yīng)的編碼值；
[0011] 筆頭偵測模塊，用于在偵測到所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆頭經(jīng)過預(yù)定位 置時，發(fā)出提示信號；
[0012] 圖像采集模塊，用于在收到所述提示信號時，記錄所述編碼器當(dāng)前生成的編碼值 以及采集所述待檢測筆頭的圖像；
[0013] 圖像分析模塊，用于根據(jù)所述圖像采集模塊采集的圖像計算所述待檢測筆頭的外 觀尺寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格；
[0014] 筆頭篩選模塊，用于篩選出檢測合格的筆頭以及剔除檢測不合格的筆頭。
[0015] 在本公開的一種示例性實施例中，所述筆頭偵測模塊包括：
[0016] 光電傳感器，設(shè)置在所述預(yù)定位置，用于當(dāng)所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆 頭經(jīng)過所述預(yù)定位置時發(fā)出所述提示信號。
[0017] 在本公開的一種示例性實施例中，所述圖像采集模塊包括：
[0018] 圖像采集卡，用于接收所述提示信號以及在接收到所述提示信號后記錄所述編碼 器當(dāng)前生成的編碼值；
[0019] 工業(yè)相機(jī)，用于在所述圖像采集卡接收所述提示信號后采集所述待檢測筆頭的圖 像。
[0020] 在本公開的一種示例性實施例中，所述圖像分析模塊包括：
[0021] 圖像處理單元，用于對所述圖像采集模塊采集的所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行預(yù)處 理并獲取所述待檢測筆頭的輪廓圖；
[0022] 目標(biāo)計算單元，用于根據(jù)所述待檢測筆頭的輪廓圖計算所述待檢測筆頭的最小外 接矩形；
[0023]檢測判斷單元，用于根據(jù)所述待檢測筆頭的最小外接矩形計算所述待檢測筆頭的 外觀尺寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格。
[0024]在本公開的一種示例性實施例中，所述圖像處理單元包括：
[0025]濾波處理單元，用于對所述圖像采集模塊采集的所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行濾波 處理得到第一中間圖像；
[0026]二值化處理單元，用于對所述第一中間圖像進(jìn)行二值化處理得到第二中間圖像； [0027] 形態(tài)學(xué)處理單元，用于對所述第二中間圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理得到第三中間圖像；
[0028] 邊緣檢測單元，用于利用數(shù)字圖像邊緣檢測技術(shù)從所述第三中間圖像獲取所述待 檢測筆頭的輪廓圖。
[0029] 在本公開的一種示例性實施例中，所述濾波處理單元采用中值濾波器對所述待檢 測筆頭的圖像進(jìn)行濾波降噪得到所述第一中間圖像。
[0030] 在本公開的一種示例性實施例中，所述邊緣檢測單元利用Canny邊緣檢測算法從 所述第三中間圖像獲取所述待檢測筆頭的輪廓圖。
[0031] 在本公開的一種示例性實施例中，所述目標(biāo)計算單元用于根據(jù)從所述待檢測筆頭 的輪廓圖計算出所述待檢測筆頭的最小外接矩形。
[0032] 在本公開的一種示例性實施例中，所述檢測判斷單元包括：
[0033]尺寸計算單元，用于根據(jù)所述待檢測筆頭的最小外接矩形計算所述待檢測筆頭的 外觀尺寸；
[0034] 比較判斷單元，用于將所述待檢測筆頭的外觀尺寸與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)筆頭外觀尺寸進(jìn) 行比較，以判斷所述待檢測筆頭是否合格；
[0035] 結(jié)果記錄單元，用于將合格的筆頭的所述編碼值存入鏈表中。
[0036] 在本公開的一種示例性實施例中，所述尺寸計算單元包括：
[0037]基本測量單元，用于進(jìn)行點-點、線-線、點-線、圓-圓之間距離以及角度測量與運(yùn) 算；
[0038] 輔助線單元，用于進(jìn)行包括切點、交點、中點、切線的幾何點的精準(zhǔn)選??；
[0039] 幾何公差單元，用于進(jìn)行包括形狀公差、定向公差、位置公差的公差測量。
[0040] 本公開的一種實施例中的基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，通過引 入機(jī)器視覺測量構(gòu)建閉環(huán)檢測模式，可以及時待檢測筆頭的圖像并剔除不合格筆頭。一方 面，相比于人工檢測方式，具有操作簡便、效率高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點；另一方面，相比于接觸 式檢測方式，具有不損壞樣本等優(yōu)點。
[0041] 應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不 能限制本公開。
【附圖說明】
[0042]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實施 例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0043] 圖1示意性示出本公開示例性實施例中一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 檢測系統(tǒng)的方框圖。
[0044] 圖2示意性示出本公開示例性實施例中圖像分析模塊的方框圖。
[0045] 圖3示意性示出本公開示例性實施例中一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 檢測系統(tǒng)的處理流程圖。
[0046]圖4A和4B示意性示出本公開示例性實施例中圖像采集模塊采集的待檢測筆頭的 俯視圖和主視圖。
[0047]圖5示意性示出本公開示例性實施例中二值化處理的得圖像。
[0048] 圖6示意性示出本公開示例性實施例中圖像分析模塊的方框圖。
【具體實施方式】
[0049] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形 式實施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的范例;相反，提供這些實施方式使得本公開將更加 全面和完整，并將示例實施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。所描述的特征、結(jié) 構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中，提供許 多具體細(xì)節(jié)從而給出對本公開的實施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可 以實踐本公開的技術(shù)方案而省略所述特定細(xì)節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方 法、組元、裝置、步驟等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知技術(shù)方案以避免喧賓奪主而 使得本公開的各方面變得模糊。
[0050] 此外，附圖僅為本公開的示意性圖解，并非一定是按比例繪制。圖中相同的附圖標(biāo) 記表示相同或類似的部分，因而將省略對它們的重復(fù)描述。附圖中所示的一些方框圖是功 能實體，不一定必須與物理或邏輯上獨立的實體相對應(yīng)?？梢圆捎密浖问絹韺崿F(xiàn)這些功 能實體，或在一個或多個硬件模塊或集成電路中實現(xiàn)這些功能實體，或在不同網(wǎng)絡(luò)和/或處 理器裝置和/或微控制器裝置中實現(xiàn)這些功能實體。
[0051] 為了能夠高效、自動地篩選出尺寸不合格的筆頭，解決傳統(tǒng)檢測技術(shù)方案中判斷 合格標(biāo)準(zhǔn)模糊以及人工檢測耗時較長的問題;解決由于觀測角度、清晰度和放大倍率導(dǎo)致 的檢測不準(zhǔn)確問題;解決由于人為不可控因素導(dǎo)致的精確度低、效率低的問題，本示例實施 方式中提供一種本示例實施方式中提供了一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測 系統(tǒng)，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)快速而準(zhǔn)確獲得筆頭的外觀尺寸信息，不僅可以使檢測人員 從繁重的重復(fù)勞動中解脫出來，還可以提高筆頭檢測的準(zhǔn)確度和效率。
[0052] 參考圖1至圖3中所示，本示例實施方式中的基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 檢測系統(tǒng)可以包括筆頭傳送模塊、筆頭偵測模塊、圖像采集模塊、圖像分析模塊以及筆頭篩 選模塊；當(dāng)然，除此之外還可以包括現(xiàn)有技術(shù)中的電源模塊、光源模塊以及顯示模塊等其他 部分，本示例實施方式中對此不做特殊限定。其中：
[0053] 筆頭傳送模塊可以包括編碼器;所述筆頭傳送模塊用于載運(yùn)待檢測筆頭且通過所 述編碼器生成與所述待檢測筆頭的順序?qū)?yīng)的編碼值。
[0054] 本示例實施方式中，所述筆頭傳送模塊將待檢測筆頭載運(yùn)至指定位置，所述筆頭 傳送模塊例如可以為傳送帶等輸運(yùn)機(jī)構(gòu)。編碼器(encoder)是將信號或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換 為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。本示例實施方式中，利用編碼器生成與所述 待檢測筆頭的順序?qū)?yīng)的編碼值，從而可以以該編碼值作為后續(xù)識別該待檢測筆頭的依 據(jù)。將待檢測筆頭的編碼值作為識別該待檢測筆頭的唯一依據(jù)，避免了在高速檢測下的漏 檢和誤篩選。
[0055] 筆頭偵測模塊可以用于在偵測到所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆頭經(jīng)過預(yù) 定位置時，發(fā)出提示信號。
[0056] 本示例實施方式中，筆頭偵測模塊例如可以包括若干個光電傳感器，所述若干個 光電傳感器可以設(shè)置在傳送帶周邊的預(yù)定位置，當(dāng)所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆頭 經(jīng)過所述預(yù)定位置時，光電傳感器可以根據(jù)光信號的變化而發(fā)出所述提示信號。
[0057] 圖像采集模塊可以用于在收到所述提示信號時，記錄所述編碼器當(dāng)前生成的編碼 值以及采集所述待檢測筆頭的圖像。
[0058] 本示例實施方式中，所述圖像采集模塊可以包括圖像采集卡以及工業(yè)相機(jī)。其中， 圖像采集卡是可以獲取數(shù)字化圖像信息，并將其存儲和播放出來的硬件設(shè)備；圖像采集卡 可以用于接收所述提示信號以及在接收到所述提示信號后記錄所述編碼器當(dāng)前生成的編 碼值。工業(yè)相機(jī)具有高圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等，其例如可以為基于CCD 或CMOS芯片的相機(jī)。在所述圖像采集卡接收所述提示信號后，可以控制所述工業(yè)相機(jī)采集 所述待檢測筆頭的圖像。
[0059]除此之外，所述圖像采集模塊還可以包括鏡頭、光源及顯示器以及控制終端等組 件。其中，所述鏡頭例如可以采用遠(yuǎn)心鏡頭，所述光源例如可以為平行光。通過所述圖像采 集模塊可以拍攝出清晰的圖像，保證拍攝的物體的真實度。如圖4A以及圖4B中所示，本示例 實施方式中，所述圖像采集模塊可以采集待檢測筆頭的俯視圖和主視圖兩個圖像。但需要 說明的是，在本公開的其他示例性實施例中，所述圖像采集模塊也可以采集待檢測筆頭的 其他視圖，本示例實施方式中對此不做特殊限定。
[0060]圖像分析模塊可以用于根據(jù)所述圖像采集模塊采集的圖像計算所述待檢測筆頭 的外觀尺寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格。
[0061]參考圖2以及圖3中所示，本示例實施方式中，所述圖像分析模塊可以包括圖像處 理單元、目標(biāo)計算單元以及檢測判斷單元等。其中：
[0062]圖像處理單元可以用于對所述圖像采集模塊采集的所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行 預(yù)處理操作并獲取所述待檢測筆頭的輪廓圖，通過圖像處理單元可以對圖像采集模塊采集 的所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行一定的變換，以達(dá)到適合計算機(jī)對圖像特征進(jìn)行提取和識別 的目的。目標(biāo)計算單元可以用于根據(jù)所述待檢測筆頭的輪廓圖計算出所述待檢測筆頭的最 小外界矩形;檢測判斷單元可以用于根據(jù)所述待檢測筆頭的最小外界矩形計算所述待檢測 筆頭的外觀尺寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格。
[0063]因此，通過上述圖像分析模塊即可判斷所述待檢測筆頭是否合格。下面對上述圖 像分析模塊的各部分進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0064] 本示例實施方式中，所述圖像處理單元可以包括濾波處理單元、二值化處理單元、 形態(tài)學(xué)處理單元以及邊緣檢測單元。其中：
[0065]所述濾波處理單元可以用于對所述圖像采集模塊采集的所述待檢測筆頭的圖像 進(jìn)行濾波處理得到第一中間圖像。工業(yè)相機(jī)所采集的圖像難免會受到噪聲的干擾，通過上 述濾波處理單元可以消除或減少噪聲。本示例實施方式中，所述濾波處理單元例如可以采 用中值濾波器對所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行濾波降噪得到所述第一中間圖像。中值濾波的 基本方法是選定某種結(jié)構(gòu)的模板，令原圖的像素點為該模板的中心像素點，然后將模板內(nèi) 像素點按灰度值的大小進(jìn)行排序，生成一個單調(diào)上升(或下降）的數(shù)列，然后用數(shù)列的中值 作為模板中心點的灰度值。
[0066]所述二值化處理單元可以用于對所述第一中間圖像進(jìn)行二值化處理得到第二中 間圖像。如公式1所示，圖像二值化處理是將凡是像素的灰度值f(x，y)大于給定閾值T的置 為255,小于給定閾值T的置為0。這樣處理后的圖像就只有黑白兩色，從而將灰度范圍分成 目標(biāo)和背景兩類，其中灰度為〇的像素點區(qū)域判斷為筆頭，得到的二值圖如圖5所示。
[0067]
公式 1
[0068] 所述形態(tài)學(xué)處理單元可以用于對所述第二中間圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理得到第三中 間圖像。經(jīng)過濾波處理后的待檢測筆頭圖像在進(jìn)行二值化處理時，往往會在筆頭區(qū)域的內(nèi) 部和邊緣形成一些細(xì)小的空洞和毛刺等，在背景區(qū)域形成較小的偽目標(biāo)點，因此要對圖像 進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理以消除圖像中出現(xiàn)的缺陷點，同時不會改變筆頭區(qū)域的形狀及面積。本示 例實施方式中，所述形態(tài)學(xué)處理單元可以首先對所述第二中間圖像行開運(yùn)算，消除圖像中 出現(xiàn)的毛刺和偽目標(biāo)點，然后再對圖像進(jìn)行閉運(yùn)算，消除圖像中出現(xiàn)的孔洞。
[0069]所述邊緣檢測單元可以用于利用數(shù)字圖像邊緣檢測技術(shù)從所述第三中間圖像獲 取所述待檢測筆頭的輪廓圖。筆頭長度標(biāo)準(zhǔn)化檢測要精確定位筆頭的邊緣線，以減少筆頭 長度的測量誤差，提高測量精度，因此邊緣檢測是本公開中不可或缺的圖像處理操作。本示 例實施方式中可以采用Canny邊緣檢測算法來提取出第三中間圖像中的筆頭與背景之間的 交界線。例如，所述邊緣檢測單元首先對第三中間圖像進(jìn)行梯度的幅值和方向的計算，然后 對梯度幅值進(jìn)行非極值抑制，再用雙閾值算法檢測和鏈接邊緣得到所述待檢測筆頭的輪廓 圖。
[0070] 此外，所述圖像處理單元還可以包括其他部分以及進(jìn)行其他處理步驟。例如，在濾 波處理步驟之前，還可以以圖像像素灰度級別為橫坐標(biāo)，以像素數(shù)量為縱坐標(biāo)得到圖像的 灰度直方圖，通過線性變換來增強(qiáng)圖像對比度等，因此本示例性實施例中并不以此為限。
[0071] 本示例實施方式中，所述目標(biāo)計算單元可以用于根據(jù)所述待檢測筆頭的輪廓圖計 算出所述待檢測筆頭的最小外接矩形。其基本原理是，在已知物體的輪廓的前提下，用其外 接矩形的尺寸來描述該物體的基本尺寸。通常需要計算反應(yīng)物體形狀特征的主軸方向上的 長度和與之垂直的方向上的寬度，作為該物體的最小外接矩形。計算最小外接矩形的最常 用的方法是將物體在90°內(nèi)等間隔旋轉(zhuǎn)，記錄下其輪廓在坐標(biāo)系方向上的外接矩形參數(shù)，通 過計算每次旋轉(zhuǎn)的外接矩形的面積求取目標(biāo)的最小外接矩形。其具體步驟可概括為：
[0072] (1)對邊緣檢測得到的輪廓圖，計算其外接矩形面積，并記錄外接矩形的長、寬和 面積；
[0073] (2)將圖像逆時針旋轉(zhuǎn)3°后，重復(fù)步驟(1);旋轉(zhuǎn)30次后，進(jìn)行步驟(3);
[0074] (3)根據(jù)每次旋轉(zhuǎn)記錄的目標(biāo)區(qū)域的外接矩形面積，計算目標(biāo)區(qū)域的最小外接矩 形，同時記錄最小外接矩形的長和寬。
[0075] 本示例實施方式中，所述檢測判斷單元可以包括尺寸計算單元、比較判斷單元以 及結(jié)果記錄單元等。其中：
[0076] 所述尺寸計算單元可以用于根據(jù)所述待檢測筆頭的最小外接矩形計算所述待檢 測筆頭的外觀尺寸。為了可以準(zhǔn)確計算所述待檢測筆頭的外觀尺寸，本示例實施方式中，所 述尺寸計算單元可以包括基本測量單元、輔助線單元以及幾何公差單元等。通過所述基本 測量單元可以進(jìn)行點-點、線-線、點-線、圓-圓之間距離以及角度等方面的測量與運(yùn)算;通 過所述輔助線單元可以進(jìn)行包括切點、交點、中點、切線的幾何點等方面的精準(zhǔn)選取;通過 所述幾何公差單元可以進(jìn)行包括形狀公差、定向公差、位置公差等方面的公差測量。本示例 實施方式中，所述外觀尺寸可以包括筆頭總長、外圓直徑、碗口間隙、碗口厚度或者其他所 測量的尺寸。
[0077] 所述比較判斷單元可以用于將所述待檢測筆頭的外觀尺寸與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)筆頭外 觀尺寸進(jìn)行比較，以判斷所述待檢測筆頭是否合格。本示例實施方式中，所述預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)筆 頭外觀尺寸可以是由操作人員在外界直接輸入，也可以是通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法測量后預(yù) 先存儲，也可以上通過本示例實施方式中上述方法檢測得到后預(yù)先存儲。本示例實施方式 中，所述預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)筆頭外觀尺寸可以包括筆頭總長、外圓直徑、碗口間隙、碗口厚度或者 其他所測量的尺寸，并通過這些標(biāo)準(zhǔn)筆頭外觀尺寸建立一個不同型號標(biāo)準(zhǔn)筆頭外觀尺寸的 數(shù)據(jù)庫，從而便于比較判斷時的調(diào)用。此外，在進(jìn)行比較判斷時，還可以結(jié)合誤差允許范圍 判斷待檢測筆頭是否合格，超出誤差范圍則將待檢測筆頭判定為不合格筆頭。
[0078] 所述結(jié)果記錄單元可以用于將合格的筆頭的所述編碼值存入鏈表中。通過將合格 的待檢測筆頭經(jīng)過上述光電傳感器時記錄的編碼值存入鏈表中，可以在后續(xù)過程中確定對 應(yīng)的待檢測筆頭是否合格。此外，本示例實施方式中還可以在PC機(jī)終端顯示外觀尺寸不合 格的待檢測筆頭，并顯示具體是哪一檢測項目不合格，以便于后期進(jìn)行統(tǒng)計分析。
[0079] 本示例實施方式中，所述筆頭篩選模塊可以用于篩選出檢測合格的筆頭以及剔除 檢測不合格的筆頭。例如，所述筆頭篩選模塊可以包括電磁閥分揀裝置，當(dāng)通過電磁閥分揀 裝置的待檢測筆頭的編碼值不在所述鏈表中時，即可判斷待檢測筆頭為不合格產(chǎn)品，此時 則可以通知電磁閥分揀裝置將其分揀入次品收集箱。但需要說明的是，在本公開的其他示 例性實施例中，所述筆頭篩選模塊也可以采用其他可行的方式實現(xiàn)，并不局限于本示例實 施方式中所例舉的實現(xiàn)方式。
[0080] 上述基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)中的設(shè)計可以以VC++為開發(fā) 基礎(chǔ)平臺，結(jié)合開源視覺函數(shù)庫OpenCV和圖像處理類庫CImg編寫程序以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化檢測系 統(tǒng)所要求的功能。整個軟件界面可以包括圖像顯示區(qū)域、基礎(chǔ)菜單區(qū)域、測量設(shè)定區(qū)域、檢 測結(jié)果顯示區(qū)域等部分。該標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)圖像采集的顯示功能、實現(xiàn)自動 判別筆頭是否合格的功能，同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)在菜單區(qū)域設(shè)置些基礎(chǔ)參數(shù)等功能。
[0081] 本示例實施方式中的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，通過引入機(jī)器視覺測量構(gòu)建 閉環(huán)檢測模式，可以及時待檢測筆頭的圖像并剔除不合格筆頭。一方面，相比于人工檢測方 式，具有操作簡便、效率高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點；另一方面，相比于接觸式檢測方式，具有不損 壞樣本等優(yōu)點。
[0082] 應(yīng)當(dāng)注意，盡管在上文詳細(xì)描述中提及了用于動作執(zhí)行的設(shè)備的若干模塊或者單 元，但是這種劃分并非強(qiáng)制性的。實際上，根據(jù)本公開的實施方式，上文描述的兩個或更多 模塊或者單元的特征和功能可以在一個模塊或者單元中具體化。反之，上文描述的一個模 塊或者單元的特征和功能可以進(jìn)一步劃分為由多個模塊或者單元來具體化。
[0083] 此外，盡管在附圖中以特定順序描述了本公開中方法的各個步驟，但是，這并非要 求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些步驟，或是必須執(zhí)行全部所示的步驟才能實現(xiàn) 期望的結(jié)果。附加的或備選的，可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，以及/ 或者將一個步驟分解為多個步驟執(zhí)行等。
[0084] 圖6中示出根據(jù)本公開示例實施方式中上述基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 檢測系統(tǒng)中圖像分析模塊的一種示意圖。參照圖5,圖像分析模塊400包括處理組件422,其 進(jìn)一步包括一個或多個處理器，以及由存儲器432所代表的存儲器資源，用于存儲可由處理 組件422的執(zhí)行的指令，例如應(yīng)用程序。存儲器432中存儲的應(yīng)用程序可以包括一個或一個 以上的每一個對應(yīng)于一組指令的模塊。此外，處理組件422被配置為執(zhí)行指令，以執(zhí)行上述 方法。
[0085]圖像分析模塊400還可以包括一個電源組件426被配置為執(zhí)行圖像分析模塊400的 電源管理，一個有線或無線網(wǎng)絡(luò)接口 450被配置為將圖像分析模塊400連接到網(wǎng)絡(luò)，和一個 輸入輸出（I/O)接口458。圖像分析模塊400可以操作基于存儲在存儲器432的操作系統(tǒng)，例 如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM，F(xiàn)reeBSDTM或類似。
[0086]本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其 它實施方案。本申請旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或 者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識 或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由所附的 權(quán)利要求指出。
【主權(quán)項】
1. 一種基于機(jī)器視覺的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括： 筆頭傳送模塊，包括編碼器;所述筆頭傳送模塊用于載運(yùn)待檢測筆頭且通過所述編碼 器生成與所述待檢測筆頭的順序?qū)?yīng)的編碼值； 筆頭偵測模塊，用于在偵測到所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆頭經(jīng)過預(yù)定位置 時，發(fā)出提示信號； 圖像采集模塊，用于在收到所述提示信號時，記錄所述編碼器當(dāng)前生成的編碼值以及 采集所述待檢測筆頭的圖像； 圖像分析模塊，用于根據(jù)所述圖像采集模塊采集的圖像計算所述待檢測筆頭的外觀尺 寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格； 筆頭篩選模塊，用于篩選出檢測合格的筆頭以及剔除檢測不合格的筆頭。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述筆頭偵測模 塊包括： 光電傳感器，設(shè)置在所述預(yù)定位置，用于當(dāng)所述筆頭傳送模塊載運(yùn)所述待檢測筆頭經(jīng) 過所述預(yù)定位置時發(fā)出所述提示信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模 塊包括： 圖像采集卡，用于接收所述提示信號以及在接收到所述提示信號后記錄所述編碼器當(dāng) 前生成的編碼值； 工業(yè)相機(jī)，用于在所述圖像采集卡接收所述提示信號后采集所述待檢測筆頭的圖像。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像分析模 塊包括： 圖像處理單元，用于對所述圖像采集模塊采集的所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行預(yù)處理并 獲取所述待檢測筆頭的輪廓圖； 目標(biāo)計算單元，用于根據(jù)所述待檢測筆頭的輪廓圖計算所述待檢測筆頭的最小外接矩 形； 檢測判斷單元，用于根據(jù)所述待檢測筆頭的最小外接矩形計算所述待檢測筆頭的外觀 尺寸并據(jù)以判斷所述待檢測筆頭是否合格。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單 元包括： 濾波處理單元，用于對所述圖像采集模塊采集的所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行濾波處理 得到第一中間圖像； 二值化處理單元，用于對所述第一中間圖像進(jìn)行二值化處理得到第二中間圖像； 形態(tài)學(xué)處理單元，用于對所述第二中間圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理得到第三中間圖像； 邊緣檢測單元，用于利用數(shù)字圖像邊緣檢測技術(shù)從所述第三中間圖像獲取所述待檢測 筆頭的輪廓圖。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波處理單 元采用中值濾波器對所述待檢測筆頭的圖像進(jìn)行濾波降噪得到所述第一中間圖像。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述邊緣檢測單 元利用Canny邊緣檢測算法從所述第三中間圖像獲取所述待檢測筆頭的輪廓圖。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)計算單 元用于根據(jù)從所述待檢測筆頭的輪廓圖計算出待檢測筆頭的最小外接矩形。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測判斷單 元包括： 尺寸計算單元，用于根據(jù)所述待檢測筆頭的最小外接矩形計算所述待檢測筆頭的外觀 尺寸； 比較判斷單元，用于將所述待檢測筆頭的外觀尺寸與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)筆頭外觀尺寸進(jìn)行比 較，以判斷所述待檢測筆頭是否合格； 結(jié)果記錄單元，用于將合格的筆頭的所述編碼值存入鏈表中。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的筆頭外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述尺寸計算 單元包括： 基本測量單元，用于進(jìn)行點-點、線-線、點-線、圓-圓之間距離以及角度測量與運(yùn)算； 輔助線單元，用于進(jìn)行包括切點、交點、中點、切線的幾何點的精準(zhǔn)選??； 幾何公差單元，用于進(jìn)行包括形狀公差、定向公差、位置公差的公差測量。
【文檔編號】G01B11/06GK105973148SQ201610573572
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月20日
【發(fā)明人】陳湖雄, 郭亨長, 陳芬, 姚鴻俊, 湯麗萍, 許青青
【申請人】上海晨光文具股份有限公司, 南京理工大學(xué)