[发明专利]一种基于数字图像处理的拉链链带缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明是一种采用数字图像处理来对拉链的链带进行缺陷检测的方法，属于五金制品行业中拉链外观质量检验技术领域中的新技术。

背景技术

拉链产品是人们日常生活的必需品。我国是世界最大的拉链生产国，拉链行业在经历金融危机的缓冲式增长后，2009年以后整个拉链行业发展势头强劲。但是由于生产工艺等原因，在拉链产品的生产过程中会出现链带破损、长度不均等缺陷，导致拉链次品的产生。目前，拉链产品的外观质量一般采用人工方法，由大量的生产线工人通过视觉和主观印象进行判断。一方面，检测效率低，成本高，工人劳动强度大；另一方面，人为因素影响很大，大工作量的劳动易造成检测员工的疲劳，人为因素直接影响了产品检验的可靠性，导致产品瑕疵漏判和错判，使产品品质的检测稳定性较差、效率低下，制约了拉链行业的健康快速发展。改进生产工艺，实现产业技术的升级，提高拉链的生产效率，降低产品的生产成本，成为行业发展的迫切需要。

基于数字图像处理的自动检测系统能大幅度提高生产效率和产品质量，提高生产的柔性和自动化程度，能大幅度提高生产效率，降低生产成本，很大程度上提高生产自动化水平和检测系统的智能水平，基于数字图像处理的检测技术因其具有稳定性强、运行效率好和精度高等优点，随着数字图像处理技术的迅速发展和现代生产的需要，计算机图像模式识别技术在工业、国防、科学研究等各个方面得到更加广泛的应用。因此，在现代工业生产过程中，基于数字图像处理的自动检测系统广泛应用于生产过程状况监视、成品检验和质量控制等领域。

目前，采用数字图像处理对拉链链带进行缺陷检测的研究，主要集中在利用数字图像处理技术进行拉链齿数检测方面，利用直方图均衡、灰度二值化和质心算法的技术来对拉链的单边拉链齿牙状况进行分析和研究。然而，对在生产过程产生的链带不完整、破损和缺失等缺陷的检测和判别的问题则还没有得到很好的解决方案，拉链链带缺陷的研究还处于起步阶段。

综上所述，现有采用数字图像处理技术完成拉链缺陷的检测应用，还处于起步探索阶段，尚未研究出一套合理、完整的拉链链带缺陷检测的技术方案，大多只能静态地完成某一项初始阶段对特定缺陷的检测，不能满足对拉链链带缺陷进行完整检测的需求。

发明内容

本发明的目的在于考虑对拉链链带进行完整边缘检测的需求而提供一种基于数字图像处理的拉链链带缺陷的检测方法。该方法首先在灰度拉伸后的拉链图像的拉合部分设定两个分析区域，计算得到这两个区域的重心坐标，根据两个重心坐标将原始拉链图像旋转至拉链处于水平位置，通过滤波和边缘检测算法得到粗略的链带轮廓，对链带粗略边缘进行边界跟踪得到清晰的链带边缘图像；其次，通过确定链带左右两侧边缘和链带开叉起始点位置，将拉链链带边缘划分成上下两个分析区域，将划分的区域和拉链链带边缘图像进行异或处理，提取分别只包含上、下半部分的链带边缘图像，根据链带开叉起始位置设定分析区域，运用图像异或算法将链带开叉部分的边缘图像从链带上半部分提取出来，并进行水平旋转后，根据链带边缘点的灰度值跳变的原理分别对拉链上半部分的拉合部分和开叉部分的链带边缘进行检测。最后，运用镜射原理将链带下半部分边缘镜射到上半部分，使用检测链带上半部分边缘的方法完成对链带下半部分边缘的检测。

本发明，利用由目标定位触发装置、图像采集传感器、传送带驱动装置、背景光源装置、传送皮带、分拣装置和PC机或嵌入式控制系统构成的检测装置进行检测，前道生产工序已完成的待检测拉链产品被送入检测装置的传送皮带平台上，在传送皮带驱动装置的驱动下，拉链产品由传送皮带传送进入检测区域，目标定位触发装置对拉链产品进行目标定位，若拉链产品已进入图像采集传感器中心视野区域，则触发点亮背景光源装置的LED条形光源，并同时启动图像采集传感器，获取区域轮廓清晰可见的拉链链带数字图像，然后将目标图像传输至PC机或嵌入式控制系统，PC机或嵌入式控制系统对目标图像进行滤波、拉链水平旋转、边缘检测和边界轮廓提取处理，根据处理的结果和判别标准比较判断拉链链带区域是否存在缺陷，根据检测结果将合格的拉链产品送入下一道包装生产工序，将存在链带缺陷的拉链产品通过分拣装置送入次品区域，完成拉链链带缺陷检测。

本发明，所述检测包括以下步骤：

1）采用图像采集传感器获取拉链图像，并采用基于灰度阈值的图像分割方法，通过设置阈值，实现对拉链图像的金属链牙和图像背景、链带的分割，去除拉链链带和原采集图像背景，提取拉链链牙骨架；