專利名稱：門鎖裝配計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖像處理，特別涉及門鎖裝配計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
門鎖裝配檢測(cè)是門鎖裝配流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其任務(wù)是在鎖體鉚合前檢查半成品鎖體內(nèi)部的零件是否已經(jīng)全部安裝正確。由于鉚合后的鎖體是無(wú)法再拆開(kāi)重裝，因此如果在檢測(cè)時(shí)不能查出零件的安裝錯(cuò)誤的話，會(huì)導(dǎo)致鎖體在鉚合后無(wú)法正常使用且無(wú)法返修而成為廢品。
裝配檢測(cè)這一道工序一般是由檢測(cè)工人來(lái)完成的，檢測(cè)工人在生產(chǎn)線旁用肉眼檢查鎖內(nèi)的零件是否齊全且安裝正確，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則將鎖取下待修正后再返回生產(chǎn)線。由于檢測(cè)工序反復(fù)枯燥，很容易造成工人的疲勞，同時(shí)生產(chǎn)線上的門鎖型號(hào)也經(jīng)常發(fā)生變化，錯(cuò)檢、漏檢的情況經(jīng)常發(fā)生。因此用人工檢測(cè)的方法效率非常低，同時(shí)，工廠為此提供的相當(dāng)數(shù)量的勞動(dòng)力，也是一種人力資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種門鎖裝配計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種門鎖裝配計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，包括攝像機(jī)，用于從門鎖裝配線采集門鎖圖像到計(jì)算機(jī)；檢測(cè)計(jì)算機(jī)，用于分析攝像機(jī)采集的門鎖圖像，并給出檢測(cè)結(jié)果。
本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，將計(jì)算機(jī)引入門鎖檢測(cè)后，可以大大簡(jiǎn)化檢測(cè)程序，提高檢測(cè)的正確率和效率，同時(shí)也節(jié)省了人力。


圖1是門鎖檢索流程；圖2是門鎖檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3是在點(diǎn)(m，n)處的全局樣本相關(guān)圖；圖4是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
整個(gè)“計(jì)算機(jī)門鎖裝配檢測(cè)系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)過(guò)程如下首先，通過(guò)對(duì)原有的人工檢測(cè)過(guò)程的分析，結(jié)合檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖1所示的檢測(cè)流程。
系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)攝像機(jī)采集待檢門鎖的圖像，然后由計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析并輸出檢測(cè)結(jié)果，該結(jié)果作為判斷依據(jù)指導(dǎo)檢測(cè)員立刻對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行修正，修正后的鎖體便可直接進(jìn)入后續(xù)的鉚合工序。整個(gè)流程大致可分為如下幾步1、被檢測(cè)的半成品鎖進(jìn)入指定位置后，由檢測(cè)員給出開(kāi)始檢測(cè)的信號(hào)；2、系統(tǒng)得到檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)攝像機(jī)采集半成品鎖的圖像到計(jì)算機(jī)中；3、利用圖像處理技術(shù)，系統(tǒng)對(duì)待檢鎖的圖像進(jìn)行分析，檢查鎖內(nèi)所有零件是否安裝正確如果全部零件均安裝正確則輸出“門鎖安裝正確，可以進(jìn)入后續(xù)工序”的信息；如果發(fā)生錯(cuò)誤，系統(tǒng)則檢測(cè)出具體是哪個(gè)或哪幾個(gè)零件發(fā)生了什么樣的安裝錯(cuò)誤(“錯(cuò)裝”或“漏裝”)。
4、檢測(cè)員根據(jù)系統(tǒng)的提示進(jìn)行操作如果安裝正確則不作動(dòng)作；若發(fā)生錯(cuò)誤則立刻對(duì)錯(cuò)誤的部分進(jìn)行修改。
根據(jù)以上的檢測(cè)流程，我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2所示的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，這是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的硬件保證。
對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)而言，關(guān)鍵技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的存在價(jià)值。這是因?yàn)?，雖然計(jì)算機(jī)的引入必然大大提高檢測(cè)的速度和效率，然而只有當(dāng)新系統(tǒng)具有更低的誤檢率，或者說(shuō)更高的準(zhǔn)確率時(shí)，系統(tǒng)才有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。因此，如何利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)好的門鎖安裝檢測(cè)算法，是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
基于以上的原因，我們?cè)诎惭b檢測(cè)算法的設(shè)計(jì)中運(yùn)用了圖像匹配的技術(shù)。計(jì)算機(jī)圖像匹配技術(shù)作為一種常用的圖像處理技術(shù)，目的是在圖像中理解(或?qū)ふ?有無(wú)所關(guān)心的目標(biāo)物，這一立足點(diǎn)正符合我們系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要。
整個(gè)算法設(shè)計(jì)如下算法基本思想是為了從圖像中確定出是否存在某一目標(biāo)物，我們首先利用標(biāo)準(zhǔn)圖像把該目標(biāo)物預(yù)先分割出來(lái)作為全局描述的模板，然后再去另一幅圖像中搜索有無(wú)這種模板目標(biāo)物。
設(shè)全圖像f(x，y)大小為M×N，若目標(biāo)模板是J×K大小的ω(x，y)，此處J＜M，K＜N，用相關(guān)度量R(x，y)來(lái)表示它們之間的相關(guān)性R(m,n)=ΣxΣyf(x,y)ω(x-m,y-n)]]>式中m＝0，1，2，...，M-1；n＝0，1，2，...，N-1。在f(x，y)的任意值(m，n)處求R(m，n)，如圖3所示，這時(shí)可求得f(x，y)和ω(x，y)兩幅圖像的規(guī)格化相關(guān)，定義為R(m,n)=Σj=1JΣk=1Kf1(j,k)ω(j-m,k-n)[Σj=1JΣk=1Kf12(j,k)]12[Σj=1JΣk=1Kω2(j-m,k-n)]12]]>式中設(shè)模板所框出范圍都是j，k從1到J，K計(jì)算，而(m，n)則為f(x，y)的M×N小區(qū)中任一點(diǎn)，式中f1(x，y)是f(x，y)在(m，n)點(diǎn)框出J×K大小的f(x，y)區(qū)。當(dāng)m，n改變時(shí)，可搜索到一個(gè)R(x，y)最大值即為模板配準(zhǔn)或匹配的位置。上式也可以用向量來(lái)表示，若圖像和目標(biāo)模板用F和W1向量表示，則相關(guān)度量計(jì)算為
R(m,n)=FTW1(m,n)[FTF]12[W1TW]12]]>式中W1為W(j-m，k-n)形成的向量。以上考慮圖像本身的像元與目標(biāo)像元的相關(guān)性，若考慮像元相互間的相關(guān)性，則還應(yīng)考慮F和W1的協(xié)方差矩陣，并需把F和W1分別進(jìn)行白化處理，然后再用向量的相關(guān)公式。
在得到模板匹配的最大相關(guān)性度量后，我們就找到了圖像中最有可能是目標(biāo)物的區(qū)域，通過(guò)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行閾值比較，判斷是否是目標(biāo)物如果比較結(jié)果滿足事先設(shè)定的閾值，則認(rèn)為目標(biāo)物存在，即零件安裝正確；如果結(jié)果不滿足閾值，則進(jìn)一步進(jìn)行判斷是漏裝還是錯(cuò)裝。
在檢測(cè)過(guò)程中，系統(tǒng)根據(jù)事先制定的模板，分別對(duì)每一個(gè)需要檢測(cè)的零件進(jìn)行匹配，判斷安裝的情況，保證了對(duì)各個(gè)零件檢測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，對(duì)于不同型號(hào)的門鎖，檢測(cè)員只需提前制定好其相應(yīng)的檢測(cè)模板，在檢測(cè)時(shí)按照類型對(duì)應(yīng)選擇即可。
在模板制作方面，系統(tǒng)集成了兩個(gè)功能模塊手動(dòng)制作模板模塊和自動(dòng)更新模板模塊。其功能如下1、手動(dòng)制作模板模塊該功能的設(shè)計(jì)主要是考慮到未來(lái)可能會(huì)對(duì)新型號(hào)的門鎖進(jìn)行檢測(cè)。該模塊允許檢測(cè)員手動(dòng)制作各種型號(hào)門鎖的檢測(cè)模板，制作過(guò)程有詳細(xì)的說(shuō)明，操作也非常簡(jiǎn)單。
2、自動(dòng)更新模板模塊該功能的設(shè)計(jì)是考慮到檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境(如光照條件等)會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化，該模塊允許檢測(cè)員實(shí)時(shí)的自動(dòng)更新某型號(hào)門鎖的檢測(cè)模板以適應(yīng)這種變化。
以上兩個(gè)功能模塊大大提高了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性和功能擴(kuò)展性。
因此，整個(gè)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)包括3個(gè)人機(jī)界面和4個(gè)功能模塊，軟件結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，各部分功能如下用戶主界面與用戶進(jìn)行交互的主人機(jī)界面，主要功能是顯示攝像機(jī)采集到的門鎖圖像；門鎖檢測(cè)界面顯示門鎖型號(hào)示意圖，檢測(cè)狀態(tài)以及檢測(cè)結(jié)果；模板制作界面顯示用于制作模板的門鎖圖像，提供模板制作工具；
門鎖圖像采集模塊將攝像機(jī)采集到的門鎖圖像信息以指定的格式存入指定區(qū)域，并做必要的預(yù)處理；門鎖檢測(cè)模塊根據(jù)制作好的模板，對(duì)門鎖零件的安裝情況進(jìn)行檢測(cè)；手動(dòng)制作模板模塊允許檢測(cè)員手動(dòng)制作用于檢測(cè)的模板；自動(dòng)更新模板模塊根據(jù)當(dāng)時(shí)的光照等環(huán)境條件，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)更新某一型號(hào)門鎖的檢測(cè)模板。
實(shí)施效果本系統(tǒng)已被試用于“河南北方星光機(jī)電有限公司”的門鎖裝配生產(chǎn)線。
系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)，檢測(cè)員根據(jù)門鎖檢測(cè)要求進(jìn)行了四個(gè)內(nèi)容的測(cè)試1、單個(gè)零件漏裝測(cè)試；2、多個(gè)零件漏裝測(cè)試；3、單個(gè)零件錯(cuò)裝測(cè)試；4、多個(gè)零件錯(cuò)裝測(cè)試。
四項(xiàng)測(cè)試的檢測(cè)結(jié)果以及檢測(cè)時(shí)間詳見(jiàn)表1。
表1.

權(quán)利要求
1.一種門鎖裝配計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，包括攝像機(jī)，用于從門鎖裝配線采集門鎖圖像到計(jì)算機(jī)；檢測(cè)計(jì)算機(jī)，用于分析攝像機(jī)采集的門鎖圖像，并給出檢測(cè)結(jié)果。
2.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述檢測(cè)計(jì)算機(jī)包括門鎖圖像采集模塊，將攝像機(jī)采集到的門鎖圖像信息以指定格式存入指定區(qū)域；門鎖檢測(cè)模塊，將門鎖圖像與預(yù)先制定的標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行比較，從而檢測(cè)各個(gè)零件的安裝情況。
3.按權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括手動(dòng)制作模板模塊，用于檢測(cè)員手動(dòng)制作各種型號(hào)門鎖的檢測(cè)模板。
4.按權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括自動(dòng)更新模板模塊，根據(jù)當(dāng)時(shí)的光照等環(huán)境條件，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)更新某一型號(hào)門鎖的檢測(cè)模板。
全文摘要
一種門鎖裝配計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，包括攝像機(jī)，用于從門鎖裝配線采集門鎖圖像到計(jì)算機(jī)；檢測(cè)計(jì)算機(jī)，用于分析攝像機(jī)采集的門鎖圖像，并給出檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，將計(jì)算機(jī)引入門鎖檢測(cè)后，可以大大簡(jiǎn)化檢測(cè)程序，提高檢測(cè)的正確率和效率，同時(shí)也節(jié)省了人力。
文檔編號(hào)E05B15/00GK1629886SQ20031012062
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者王嘉, 盧漢清 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所