[发明专利]汽车数控锻压件冲孔智能集成实时检测系统

权利要求书

1.汽车数控锻压件冲孔智能集成实时检测系统，其特征在于，基于视觉图像设计实时检测汽车数控锻压件冲孔的图像处理算法和软件，包括：锻压件的多级定位、冲孔先验集成检测、基于图像知识谱的冲孔检测、检测系统软件与实时系统共四大部分；

1)锻压件的多级定位，包括：图像的预处理、锻压件的初定位、锻压件的终定位；首先对原锻压件图像进行高斯滤波、边缘锐化的预处理处理；然后根据锻压件的自身特征，采用先分割后匹配的方法，采用临界域的自适应二值化方法分割图像，初阶定位锻压件；然后进一步验证初阶定位的位置确定为锻压件的位置,基于锻压件模板库，采用外要素拟合匹配的方法判断分割区域是否为锻压件，将待检测图像锻压件的外要素与模板图像中锻压件的外要素进行匹配,完成锻压件的最终精定位，准确找到锻压件的位置及范围；

2)冲孔先验集成检测，包括：区域链接融合、冲孔集成初检、虚假圆孔的识别滤除；基于锻压件冲孔自身具有的灰度、形状特征，首先采用拓扑排序隐藏变换及区域链接融合将锻压件图像分割成合适大小的区域，根据每个锻压件冲孔区域像素的灰度、区域形状、大小特征，选定冲孔区域像素的灰度平均值、区域大小、细长比、圆度这四个参数作为判断每个分割区域是否为冲孔的依据，完成冲孔的初检测，对可能的虚假圆孔采用同构复杂网络的方法进行滤除，在原始图像上标出锻压件及所有冲孔的位置，完成冲孔检测；

3)基于图像知识谱的冲孔检测：基于实验明确论证冲孔实时检测结果的不稳定性是光照不均匀造成的，采用基于图像知识谱的冲孔检测方法，将总检测次数定为八次、检测正确的次数定为四到六次，获得良好的冲孔检测精度及实时检测的稳定性；

4)检测系统软件与实时系统：基于上述方法搭建传送锻压件并进行锻压件冲孔实时检测的平台,基于该平台进行对应软件代码的编写，并设计处理方法的操作界面。

2.根据权利要求1所述汽车数控锻压件冲孔智能集成实时检测系统，其特征在于，冲孔智能集成实时检测系统架构：包括图像锻压件的多级定位和冲孔先验集成检测，采用CCD照相机把待检测目标转换成图像信号，再根据图像中像素的分布、灰度、纹理信息转换成数字信号，图像处理系统通过对这些信号进行运算提取价值特征,最后根据预设的条件实现目标的识别和检测；

对于锻压件的多级定位，首先采用临界域自适应二值化图像分割法将锻压件从原图像中分离出来,对锻压件进行初阶聚焦定位，然后为进一步判定分割图像的前景确定为锻压件，采用外要素拟合匹配的方法将待检测图像锻压件的外要素与模板图像中锻压件的外要素进行匹配,实现锻压件的最终精定位；

冲孔检测的过程根据冲孔区域像素的灰度值及冲孔的形状特征，采用冲孔先验集成检测，首先运用拓扑排序隐藏将整个检测到的工件区域分割成很多小的区域，采用区域链接融合的方法把相似区域链接融合，处理拓扑排序隐藏变换后的过分割问题，最后根据冲孔区域像素的灰度平均值、区域大小、圆度特征来判断这些小的区域是否是要寻找的冲孔位置。

3.根据权利要求1所述汽车数控锻压件冲孔智能集成实时检测系统，其特征在于，锻压件的初定位：采用临界域的自适应二值化方法将锻压件从图像中分割出来，将基于最大间类方差法计算出来的临界值作为临界域中的其中一个临界值，记作O临界值；假设临界值t分割图像后得到的目标和背景两类像素点的混合点集服从高斯分布，根据中位像素法计算出来的临界值作为临界域中的另一个临界值，记作P临界值；设图像的灰度值范围为[0,L-1]，比较O临界值和P临界值的大小，记T₁＜T₂，然后对每个像素点的灰度值进行判断，小于等于T₁的,为黑，即0；大于T₂的，为白，即L-1；而灰度值介于T₁与T₂之间的像素，采用自适应临界值Sauvola局部法，式1表示临界域的自适应二值化方法的灰度转换函数：

临界域的自适应二值化分割图像不仅保留图像的一些细节信息，同时也不需要对大量的像素灰度值进行判断。