一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，它涉及電感檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。LED光源與CCD攝像頭相配合，CCD攝像頭接圖像采集卡，圖像采集卡與安裝有圖像處理軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接CRT顯示器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與控制電感的控制系統(tǒng)連接；所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由圖像處理單元、邊緣定位單元、破損檢測(cè)單元和松線檢測(cè)單元組成，圖像處理單元接邊緣定位單元，邊緣定位單元分別與破損檢測(cè)單元、松線檢測(cè)單元連接，破損檢測(cè)單元、松線檢測(cè)單元與控制系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、檢測(cè)、包裝一體化，檢測(cè)穩(wěn)定可靠，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少生產(chǎn)成本，易于推廣使用。
【專利說(shuō)明】
一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電感檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]表面缺陷會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能，因此，在電感質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)中，表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的接觸式人工檢測(cè)的方法不但繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且檢測(cè)速度較慢，不能消除人為的測(cè)量誤差，在檢測(cè)過(guò)程中還可能對(duì)物體的表面造成一定的損傷，這些都使得傳統(tǒng)檢測(cè)方法達(dá)不到較為理想的要求。
[0003]隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的進(jìn)一步加強(qiáng)，依靠傳統(tǒng)的人工檢測(cè)已無(wú)法滿足生產(chǎn)自動(dòng)化的速度要求，自動(dòng)化在線檢測(cè)已成為許多自動(dòng)化生產(chǎn)廠家的迫切需求，電感線圈在加工生產(chǎn)過(guò)程中，容易產(chǎn)生松線、磁芯破損等一些外觀缺陷，依靠人工檢測(cè)根本無(wú)法滿足自動(dòng)化速度要求，降低生產(chǎn)效率。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、檢測(cè)、包裝一體化，檢測(cè)穩(wěn)定可靠，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少生產(chǎn)成本，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣使用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括LED光源、CXD攝像頭、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、CRT顯示器、圖像處理軟件裝置和控制系統(tǒng)，LED光源與CCD攝像頭相配合，CCD攝像頭接圖像采集卡，圖像采集卡與安裝有圖像處理軟件裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接CRT顯示器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與控制電感的控制系統(tǒng)連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由圖像處理單元、邊緣定位單元、破損檢測(cè)單元和松線檢測(cè)單元組成，圖像處理單元對(duì)圖像采集卡獲取的電感圖片進(jìn)行一些預(yù)處理，圖像處理單元接邊緣定位單元，邊緣定位單元對(duì)圖像中的電感位置進(jìn)行定位，能準(zhǔn)確的找到工件位置，方便后續(xù)處理程序的定位跟蹤，邊緣定位單元分別與破損檢測(cè)單元、松線檢測(cè)單元連接，能對(duì)電感的破損及松動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，破損檢測(cè)單元、松線檢測(cè)單元與控制系統(tǒng)連接，所述破損檢測(cè)單元包括ROI區(qū)域分割模塊和Blob分析模塊，ROI區(qū)域分割模塊接Blob分析模塊，所述松線檢測(cè)單元包括閾值分割模塊和邊緣個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊，閾值分割模塊接邊緣個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊。
[0008]作為優(yōu)選，所述的CXD攝像頭采用costarSI_M310工業(yè)黑白相機(jī)，CXD攝像頭采用能滿足視場(chǎng)拍攝8mm-lOmm要求的computar MLM-3XMP光學(xué)鏡頭;所述的圖像采集卡采用PC1-1409圖像采集卡。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了電感生產(chǎn)、檢測(cè)、包裝一體化，大大增加生產(chǎn)效率，減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)縮減勞動(dòng)力，減少生產(chǎn)成本，減少了由人工疲勞等主觀因素帶來(lái)的誤檢、漏檢情況，防止不良品外流;系統(tǒng)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)記錄也為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量管理和生產(chǎn)情況跟蹤提供了依據(jù)，方便企業(yè)管理人員知道車間的生產(chǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決，避免浪費(fèi)，對(duì)企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
[0010]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的電感生產(chǎn)整體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參照?qǐng)D1-2，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括LED光源1、CXD攝像頭2、圖像采集卡3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4、CRT顯示器5、圖像處理軟件裝置6和控制系統(tǒng)7，LED光源I與CXD攝像頭2相配合，CXD攝像頭2接圖像采集卡3，圖像采集卡3與安裝有圖像處理軟件裝置6的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4接CRT顯示器5，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4與控制電感8的控制系統(tǒng)7連接;所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4由圖像處理單元401、邊緣定位單元402、破損檢測(cè)單元403和松線檢測(cè)單元404組成，圖像處理單元401接邊緣定位單元402，邊緣定位單元402分別與破損檢測(cè)單元403、松線檢測(cè)單元404連接，破損檢測(cè)單元403、松線檢測(cè)單元404與控制系統(tǒng)7連接。
[0014]值得注意的是，所述的破損檢測(cè)單元403包括ROI區(qū)域分割模塊405和Blob分析模塊406，R0I區(qū)域分割模塊405接Blob分析模塊406;松線檢測(cè)單元404包括閾值分割模塊407和邊緣個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊408，閾值分割模塊407接邊緣個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊408。
[0015]此外，所述LED光源I采用藍(lán)色方形漫反射光源，更好的突出缺陷特征，以達(dá)到最佳效果;所述CCD攝像頭2采用CostarS1-M310工業(yè)黑白相機(jī)，主要用于采集電感圖像，被測(cè)工件通過(guò)光學(xué)鏡頭聚焦在CCD敏感元件上，可以根據(jù)工件的大小和工作距離選配不同鏡頭，本系統(tǒng)采用computar MLM-3XMP鏡頭，滿足視場(chǎng)8mm-10mm的要求;所述圖像采集卡3采用PC1-1409圖像采集卡，用于同步控制自動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換以及在卡上存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的功能，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件及同步脈沖觸發(fā)，在驅(qū)動(dòng)電器的同步控制下對(duì)CCD輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，然后通過(guò)PCI總線實(shí)時(shí)傳遞至計(jì)算機(jī)內(nèi)存及顯存，供計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種處理操作。
[0016]本【具體實(shí)施方式】采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行電感檢測(cè)，機(jī)器視覺(jué)就是利用計(jì)算機(jī)模擬人眼的視覺(jué)功能，從圖像或圖像序列中提取信息，對(duì)客觀世界的三維景物和物體進(jìn)行形態(tài)和運(yùn)動(dòng)識(shí)別，替代人眼對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行定量檢測(cè)是否合格并給出判斷結(jié)果。
[0017]本【具體實(shí)施方式】的工作原理:電感缺陷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是在電感生產(chǎn)流水線上增加視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)電感質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控，防止不良品流入下道工序:被測(cè)電感8按照一定的節(jié)拍在輸送帶上運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)調(diào)整好位置的CCD攝像頭2結(jié)合圖像采集卡3以及LED光源I的照射，按照與生產(chǎn)線同步的節(jié)奏實(shí)時(shí)抓取圖像，其影像被投射到光學(xué)成像系統(tǒng)，經(jīng)透鏡放大聚焦在CCD的光敏陣列面上，CCD攝像頭2將其接收的光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)輸出到圖像采集卡3，圖像采集卡3再將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4處理和CRT顯示器5顯示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4運(yùn)用各種圖像處理算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，判斷出其是否合格，然后將信號(hào)發(fā)送給控制系統(tǒng)7控制機(jī)械進(jìn)行剔除動(dòng)作。
[0018]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4中安裝的圖像處理軟件裝置6采用美國(guó)國(guó)家儀器(NI)公司研制的一種通用程序開(kāi)發(fā)軟件Vis1n Builder for Automated Inspect1n作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，由于它本身包含多種類型的圖像處理、圖像變換以及濾波、模型匹配和測(cè)量等基本函數(shù)功能，因此簡(jiǎn)化了程序開(kāi)發(fā)，極大的縮短了開(kāi)發(fā)周期，VBAI是一個(gè)可配置的機(jī)器視覺(jué)軟件，可利用它完成原型創(chuàng)建、基準(zhǔn)設(shè)定和應(yīng)用程序配置等實(shí)際應(yīng)用，VBAI無(wú)需編程即可升級(jí)到強(qiáng)大的編程環(huán)境(如LabVIEW)中，它帶有內(nèi)置式開(kāi)發(fā)界面，因此可以迅速完成監(jiān)視、指導(dǎo)與鑒定應(yīng)用；VBAI還包括能夠建立復(fù)雜的通過(guò)/失敗判斷，數(shù)字I/O設(shè)備控制以及通過(guò)串行設(shè)備進(jìn)行通訊應(yīng)用的功能。
[0019]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4中的圖像處理單元401主要目的是對(duì)由圖像采集卡獲取的電感圖片進(jìn)行一些預(yù)處理，主要涉及的圖像處理算法有中值濾波，中值濾波器的基本思想是用像素點(diǎn)鄰域灰度值的中值來(lái)代替該像素點(diǎn)的灰度值，該方法在去除脈沖噪聲、椒鹽噪聲的同時(shí)又能保留圖像邊緣細(xì)節(jié);本系統(tǒng)采用3X3函數(shù)窗，計(jì)算以點(diǎn)[i，j]為中心的函數(shù)窗像素中值步驟如下:①按亮度值大小排列像素點(diǎn)；②選擇排序像素集的中間值作為點(diǎn)[i，j ]的新值。通過(guò)中值濾波工具處理后電感磁芯兩端的亮像素點(diǎn)得到了減弱，中間不需要檢測(cè)的銅線進(jìn)行了濾除，方便后續(xù)檢測(cè)。
[0020]邊緣定位單元402:由于工件每次采集到的圖像存在微小的位置差異，所以必須對(duì)圖像中的電感位置進(jìn)行定位，本系統(tǒng)采用基于邊緣查找的定位工具Find Straight Edge對(duì)X和y方向進(jìn)行定位，就能準(zhǔn)確的找到工件位置，方便后續(xù)處理程序的定位跟蹤。
[0021]松線檢測(cè)單元404:①ROI區(qū)域分割:電感破損表現(xiàn)為在電感兩端露出磁芯部分容易出現(xiàn)缺角、凹坑等破損缺陷，由于表面破損的圖像表現(xiàn)特征都是比較亮，即灰度值較亮，所以，磁芯表面破損的被檢測(cè)區(qū)域即ROI區(qū)域應(yīng)取電感磁芯兩端表面區(qū)域內(nèi)，不能超出該區(qū)域，否則背景亮像素會(huì)產(chǎn)生干擾。
[0022]②Blob分析:電感磁芯表面破損的判斷依據(jù)是通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行閾值分割后對(duì)表面破損最大區(qū)域的面積檢測(cè)，如果面積超過(guò)某個(gè)閾值，則認(rèn)為該電感存在破損缺陷。在本系統(tǒng)中，采用Detect Objects工具進(jìn)行缺陷斑點(diǎn)檢測(cè)，能有效的檢出破損缺陷進(jìn)行標(biāo)記。
[0023]破損檢測(cè)單元403:①基于直方圖分析的自動(dòng)閾值分割:灰度直方圖是數(shù)字圖像處理中一個(gè)最簡(jiǎn)單、最有用的工具，是灰度值的函數(shù)，描述了一幅圖像的灰度級(jí)內(nèi)容及其分布，通過(guò)對(duì)電感圖像進(jìn)行直方圖分析可知，電感磁芯和銅線及背景灰度值分布比較均勻，可以選擇谷點(diǎn)作為分割的閾值，能較好的將電感兩端磁芯與銅線和背景分離開(kāi)來(lái)。
[0024]②邊緣個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì):松線缺陷表現(xiàn)為電感所繞銅線的末端易出現(xiàn)松動(dòng)，與未松動(dòng)的繞線區(qū)存在縫隙，可以通過(guò)在電感兩端磁芯處進(jìn)行邊緣檢測(cè)，如果為良品應(yīng)只存在一個(gè)像素跳變點(diǎn)，如果出現(xiàn)I個(gè)以上時(shí)則說(shuō)明存在松線情況；由于有比較小的松線情況常常會(huì)出現(xiàn)一端未出現(xiàn)縫隙，另一端有縫隙的情況，所以采用上、中、下三個(gè)位置用Find Edges工具進(jìn)行像素跳變點(diǎn)個(gè)數(shù)檢測(cè)。
[0025]本【具體實(shí)施方式】利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)非接觸測(cè)量的方式成功解決了電感生產(chǎn)線上的自動(dòng)外觀檢測(cè)難題，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、檢測(cè)、包裝的一體化生產(chǎn)流程，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了人工成本，針對(duì)電感松線、破損缺陷的檢測(cè)方法在實(shí)際檢測(cè)中穩(wěn)定、可靠，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
[0026]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括LED光源(I)、CCD攝像頭(2)、圖像采集卡(3)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(4)、CRT顯示器(5)、圖像處理軟件裝置(6)和控制系統(tǒng)(7)，LED光源(I)與CCD攝像頭(2)相配合，CCD攝像頭(2)接圖像采集卡(3)，圖像采集卡(3)與安裝有圖像處理軟件裝置(6)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(4)連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(4)接CRT顯示器(5)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(4)與控制電感(8)的控制系統(tǒng)(7)連接;所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(4)由圖像處理單元(401)、邊緣定位單元(402)、破損檢測(cè)單元(403)和松線檢測(cè)單元(404)組成，圖像處理單元(401)接邊緣定位單元(402)，邊緣定位單元(402)分別與破損檢測(cè)單元(403)、松線檢測(cè)單元(404)連接，破損檢測(cè)單元(403)、松線檢測(cè)單元(404)與控制系統(tǒng)(7)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的CCD攝像頭(2)采用能滿足視場(chǎng)拍攝8mm-10mm要求的computar MLM-3XMP光學(xué)鏡頭。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的電感質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像采集卡(3)采用PC1-1409圖像采集卡。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK205538710SQ201620095068
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】熊昕, 熊茂華
【申請(qǐng)人】廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院