[发明专利]一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：包括图像采集模块、图像处理与辨识模块和标记定位模块，图像处理与辨识模块的信号接收端连接图像采集模块，控制端连接标记定位模块，图像处理与辨识模块用于对采集到的图像进行处理、辨识和尺寸检测，图像采集模块用于电缆绞线图像在线采集，标记定位模块用于对不合格电缆绞线进行定位和标记。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：图像处理与辨识模块采用控制计算机PC。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：图像采集模块包括工业相机和与工业相机相连的图像采集卡，图形采集卡连接到图像处理与辨识模块的信号接收端，工业相机采用三个，三个工业相机周向间隔均匀地布置在被检电缆绞线一周。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：标记定位模块包括PLC控制器和与PLC控制器连接的定位执行装置。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：定位执行装置包括画笔，画笔连接到伸缩杆上，伸缩杆尾端垂直连接到摇摆轴上，摇摆轴连接到摇摆电机，摇摆电机安装在滑动座上，滑动座通过滑块导轨副连接到固定台上，滑动座还连接有驱动滑动座沿着电缆绞线移动方向的驱动机构。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：驱动机构包括丝杠丝母副和丝杠驱动电机，丝杠丝母副的丝母固定连接在丝母座上，丝母座固定连接在滑动座上，与丝母相配合的丝杠两端通过轴承座连接在固定台上，丝杠一端伸出轴承座后连接到丝杠驱动电机，丝杠驱动电机固定连接在固定台上。

7.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：伸缩杆包括导向杆和导向筒，导向杆自由端部设置弹性夹持部，另一端伸入到导向筒中并固定连接有压缩弹簧一端，压缩弹簧另一端固定连接在导向筒内底端，弹性夹持部包括开口的对称弹性的两夹持片，两夹持片构成的夹持面直径小于画笔外径。

8.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统，其特征在于：三个工业相机均匀安装在安装环上，安装环通过支撑架固定连接在固定台上，安装环分为分离的上半部和下半部，上半部一端通过铰轴连接到下半部，另一端贴合后通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统的检测方法，其特征在于：该方法包括下步骤：

（1）控制计算机启动后，运行该系统，图像采集模块中三个工业相机在线采集电缆绞线图像，每个工业相机采集完一帧图像后，立即传到各自对应的图像采集卡；

（2）图像采集卡将接收到的高质量电缆绞线图像立即传送到图像处理与辨识模块，也就是控制计算机PC；

（3）在辨识之前，需要对工业相机进行标定，也就是矫正相机径向畸变，通过图像采集系统采集到合格电缆绞线，控制计算机PC通过对合格电缆绞线图像进行处理，求得径向畸变矫正系数和一个像素尺寸大小，并以此作为标准；

（4）工业相机完成后，就可以对以后的电缆做在线辨识与检测了，控制计算机PC接收到来自图像采集模块的电缆绞线图像后，立即经行图像径向畸变矫正；

（5）控制计算机PC对电缆绞线图像经行径向畸变矫正之后，然后对矫正后的电缆绞线图像经行外观质量检测和尺寸检测；

（6）图像处理与辨识模块控制计算机PC对电缆绞线图像进行辨识与检测后，若不合格则向PLC发送控制命令；

（7）PLC接收到控制计算机PC发送对的控制命令；就会立即则驱动执行机构对电缆绞线经行定位和标记；

根据权利要求10所述的一种基于机器视觉的电缆绞线质量检测系统的检测方法，其特征在于：步骤（6）中图像处理与辨识模块的辨识与检测方法：

（1）首先要对工业相机进行标定和像素尺寸的标定，通过图像采集系统采集到合格电缆绞线，控制计算机PC通过对合格电缆绞线图像经行处理，求得径向畸变矫正系数和一个像素尺寸大小，并以此作为标准；

（2）先用取合格电缆绞线非纹理部分像素值的平均值avg_pixel，然后对电缆绞线的螺旋纹理进行自适应阈值分割、轮廓提取处理，然后将电缆绞线的螺旋纹理设置为avg_pixel，后续的辨识与检测就相当于辨识和检测一个“铝棒”的表面特征；

（3）通过对采集到的图像分别进行直径方向像素个数的统计，求得电缆绞线的尺寸大小；

（4）在均匀的同轴光源环境下，“铝棒”不会反光，其表面的缺陷的位置会呈现出与合格“铝棒”明显不同的像素值，像素值设置一个阈值来辨识和检测“铝棒”；

（5）控制计算机PC辨识和检测完电缆绞线图像后，若不合格，则向PLC发送控制信号；

（6）若合格，则继续经行下一帧图像的辨识与检测。