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专利号: 2019104857350
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,包括水平导轨(1)、相机(3)、工控机(4)、光源(5)、暗箱(6)、滑辊(7)、传动辊(8)、压力辊(9)和喷气管(10);

所述的暗箱(6)置于水平导轨(1)上表面,传动辊(8)置于暗箱(6)内部,传动辊(8)与电机相连,由电机带动其旋转;传动辊(8)的正上方设有压力辊(9),传动辊(8)与压力辊(9)之间设有间隙;至少两根滑辊(7)水平置于水平导轨(1)的上表面,传动辊(8)与滑辊(7)平行,待测钢筘(2)放置于滑辊(7)上方,喷气管(10)固定在相机(3)与压力辊(9)之间,喷气管(10)一端口垂直水平导轨(1),喷气管(10)垂直向下喷气;当待测钢筘(2)一端压在传动辊(8),压力辊(9)给待测钢筘(2)向下的压力,传动辊(8)带动待测钢筘(2)前行,滑辊(7)在水平导轨(1)上旋转;

所述的相机(3)固定在暗箱(6)内部,光源(5)固定在相机(3)的两侧,用于提供相机(3)拍摄图像时所需的光亮度;喷气管(10)固定在相机(3)的一侧,用于清除待测钢筘(2)上的灰尘,便于检测松弛的筘齿;相机(3)镜头垂直向下,拍摄经滑辊(7)平面移动的待测钢筘图像;所述的工控机(4)与电机和相机(3)相连,控制传动辊(8)的转速和相机(3)的拍摄速度;

所述的工控机(4)与电机和相机(3)相连,控制传动辊(8)的转速和相机(3)的拍摄速度,并将相机(3)采集的图像通过图像分析模块进行分析;

相机(3)将全尺寸待测钢筘(2)的图像采集到计算机中并存储,然后通过图像分析模块对待测钢筘(2)图像进行分析;图像分析模块用于筘齿图像的处理,包括图像校正模块、图像拼接模块、筘齿分割模块、筘齿间距测量模块和统计分析模块,所述五个模块依次相连,待测钢筘的图像由图像校正模块处理后依次经过其余四个模块处理,输出最终结果。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,所述的传动辊(8)的外表面平行设有两排橡胶凸起,用于增大与待测钢筘(2)接触的摩擦力。

3.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,所述的图像校正模块,用于将拍摄有倾斜的图像进行校正,具体处理步骤为:

2.1:设采集到的待测钢筘图像为A∈Rm×n,计算图像A中每一列的平均灰度值,记为Ti∈Rn;

2.2:计算Ti的标准差,记为V;

2.3:将图像Ai进行旋转,旋转角度从-10到10度,步长为0.5度,并计算每个角度的标准差S,取其最小值所对应的角度对图像Ai进行校正;

所述的图像拼接模块,即对相机连续采集的图像{Ai}拼接为一张全幅待测钢筘图像,具体处理步骤为:设相邻两张图像为Ai和Ai+1;

3.1:在图像Ai和Ai+1的重合区域内选取大小为k×k的图像块P;

3.2:设图像块P从图像B中选取,并以此为模板在图像中进行模板匹配,所用的模板匹配方法为皮尔逊相关系数;

3.3:选取图像块P在图像Ai中皮尔逊相关系数最大值所对应的位置作为拼接点对图像Ai和Ai+1进行拼接;

3.4:重复步骤3.1~3.3,对所有待测钢筘图像进行拼接。

4.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,所述的筘齿分割模块,即对拼接后的图像进行二值化操作,进而将筘齿从背景分割出来;设拼接好的图像为C,对其进行二值化,进而将筘齿从背景中分割出来;

所述的筘齿间距测量模块,即统计二值图像中相邻齿片之间的像素点,进而结合计算出全部相邻筘齿的物理距离;

所述的统计分析模块,即统计所有筘齿间距的平均值和超过平均值筘齿的位置。

5.如权利要求3所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,所述的筘齿分割模块,即对拼接后的图像进行二值化操作,进而将筘齿从背景分割出来;设拼接好的图像为C,对其进行二值化,进而将筘齿从背景中分割出来;

所述的筘齿间距测量模块,即统计二值图像中相邻齿片之间的像素点,进而结合计算出全部相邻筘齿的物理距离;

所述的统计分析模块,即统计所有筘齿间距的平均值和过大筘齿位置。

6.如权利要求4所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,所采用的二值化阈值为图像C所有像素点的均值。

7.如权利要求5所述的基于机器视觉的钢筘质量检测装置,其特征在于,所采用的二值化阈值为图像C所有像素点的均值。