[发明专利]一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测装置及方法

权利要求书

1.一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测装置，其特征是，包括移动装置和摄像模块，所述摄像模块包括摄像头和主控模块，所述移动装置用以改变摄像模块位置，获取更清晰的图片；所述摄像头采集抛丸机图像；所述主控模块将采集的抛丸机图像进行处理得到清洗室大门状态及工件运行位置，并发送给上位机。

2.根据权利要求1所述的一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测装置，其特征是，所述移动装置从上向下依次设置有横向移动电机、横向伸缩杆、加装横梁、纵向移动电机、纵向伸缩杆，所述横向移动电机和纵向移动电机的控制端均与主控模块电连接，横向移动电机和纵向移动电机的输出轴分别用于横向伸缩杆和纵向伸缩杆的移动。

3.根据权利要求2所述的一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测装置，其特征是，还包括镜头保护板、驱动电机，所述镜头保护板设置在摄像头前方，所述驱动电机的控制端与主控模块电连接，驱动电机的输出轴用于驱动镜头保护板的移动。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测装置，其特征是，所述主控模块包括核心控制芯片STM32F407以及分别与之连接的输入电路、RS485模块、摄像头模块、输出电路和SD卡，所述RS485模块与上位机连接。

5.一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测方法，其特征是，包括以下步骤：

采集抛丸机图像；

图像颜色筛选处理：对抛丸机图像采用RGB彩色阈值算法进行颜色筛选处理，由于工件位置难以直接确定，将抛丸机电葫芦与轨道连接处的位置等价于工件的位置，因此分别对清洗室大门和电葫芦进行颜色筛选处理，将与清洗室大门和电葫芦颜色相同的物体与背景分离；

图像滤波：对抛丸机图像采用最小二乘滤波算法进行滤波，去除噪声；

图像分割：对抛丸机图像采用最大类间方差算法进行二值化分割；

图像形态学处理：对抛丸机图像采用先腐蚀后膨胀的操作，使连通域轮廓变得光滑，断开狭窄的间断和消除细的突出物；

图像目标轮廓识别处理：将抛丸机清洗室大门和电葫芦悬臂作为目标进行处理，对抛丸机图像采用设置目标几何特征算法进行目标轮廓识别处理；

清洗室大门及工件特征参数的测量：识别清洗室大门开关状态，获取工件位置；

图像重新获取：上位机发出指令，主控模块控制横向移动电机和纵向移动电机工作，改变摄像模块的位置，获取新的抛丸机图像。

6.根据权利要求5所述的一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测方法，其特征是，所述图像颜色筛选处理的过程包括以下步骤：

设置RGB中心阈值；

像素点的色彩向量与中心阈值进行比较；

分离目标点和背景点。

7.根据权利要求5所述的一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测方法，其特征是，所述图像目标轮廓识别处理的过程包括以下步骤：

获取图像轮廓：采用查找图像连通域并标记各连通域边界的方法，将二值图像的轮廓标记出，并计算各连通域的周长与面积；

设置目标几何特征：利用实际测得的目标几何特征-其面积与周长的关系，设置目标的几何关系式Z；

提取目标轮廓：将各连通域周长与面积代入几何关系式Z，将匹配度符合某设定值的连通域视为目标轮廓。

8.根据权利要求5所述的一种吊钩式抛丸机工作状态在线检测方法，其特征是，所述清洗室大门及工件特征参数的测量的过程包括以下步骤：

判断清洗室大门开关状态：计算清洗室大门轮廓的周长和面积；

工件位置坐标确定：先确定电葫芦悬臂的位置，根据几何关系计算出电葫芦与轨道连接处的位置，找到电葫芦与轨道连接处的特征点坐标，在抛丸机轨道函数图像上找到与电葫芦与轨道连接处的特征点坐标距离最近的点，最终作为工件的位置。