[发明专利]一种基于机器视觉的钢筘质量检测装置

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_i}∈R^m×n，计算图像A_i中每一列的平均灰度值，记为T_i∈Rⁿ；

2.2：计算T_i的标准差，记为V_i；

2.3：将图像A_i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A_i进行校正；

所述的图像拼接模块，即对相机连续采集的图像{A_i}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A_i和A_i+1；

3.1：在图像A_i和A_i+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A_i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A_i和A_i+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。