專利名稱：用于纜線線軸的自動檢視的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要用于輪胎工業(yè)的增強簾線的制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
織物或金屬屬性的這些簾線通常以簾布層或簾線束的形式使用在輪胎制造中，這些簾布層包含相互并行的細絲或絲線，并且相對于周向方向形成角度，這些簾線束在生產(chǎn)過程中直接沉積在輪胎胎坯上。簾線通過組合單獨的細絲或絲線而獲得，這些細絲或絲線在連續(xù)層中組裝在一起并且捻合為賦予最終簾線預(yù)期的機械強度和彈性性質(zhì)。本發(fā)明涉及簾線，特別是金屬簾線，其中橡膠混配物噴注在多層絲線之間，從而賦予簾線額外的抗磨損和耐腐蝕性質(zhì)。所述簾線通過組裝及橡膠處理手段的組合而獲得，從而在簾線的結(jié)構(gòu)之內(nèi)捕獲橡膠混配物。這種類型的工藝例如描述于公開物WO 2005/071157中。然而，其結(jié)果是，在該工藝的實施過程中，橡膠混配物的元件維持在簾線表面上。 存在于簾線表面上的這些突出物構(gòu)成不合需要的集料，這些集料會在其被導(dǎo)入到下游簾線生產(chǎn)工藝時造成擾亂。另外，其在增強簾線的背面上構(gòu)成局部區(qū)域的額外厚度的混配物，并且使得在壓延操作的過程中更難控制將多個厚度的橡膠混配物沉積在這些簾線上。公開物WO 2009/083213例如描述了一種改進的工藝，其可以減少3+N類型的簾線中的所述突出物的問題。在較遠的技術(shù)領(lǐng)域中，公開物FR 2925198描述了一種用于檢查金屬合金(例如用于包覆核燃料棒的合金)中存在的氫化物比例并且包括圖像處理裝置的方法和設(shè)備，但是其結(jié)構(gòu)并不適合解決所存在的問題。同樣，公開物US2001/0037694描述了一種檢查用于醫(yī)藥應(yīng)用中的支架的壁厚的方法，其也包括用于選擇測量區(qū)域的圖像處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個主題是一種檢視方法，用于通過自動檢視裝置來確保所生產(chǎn)的簾線符合規(guī)格。纜線檢視在線軸上進行，來自捻合/橡膠處理工藝的簾線纏繞在該線軸上。根據(jù)本發(fā)明的方法涉及圖像處理步驟并且包括如下步驟A利用線性攝像機采集在所述線軸的一整圈上的一層簾線的表面的原始數(shù)字圖像；B平化(plat)顯示所述原始圖像，從而限制所述絲線的光照變化和亮度變化的影響；C對經(jīng)平化的圖像進行分割，從而展現(xiàn)包含突出部區(qū)域的暗區(qū)域；D利用一系列形態(tài)學處理運算對經(jīng)分割的圖像進行處理，以便分離可能表示突出部的形狀和可能表示陰影的區(qū)域；并且E為獲得的最終圖像賦予估計值，并且將所述估計值與閾值進行比較。
在該方式中，稍后會得到制造質(zhì)量的評估，從而能讓操作者對管理橡膠處理/捻合工藝的參數(shù)進行調(diào)節(jié)，進而消除由于執(zhí)行視覺檢查的操作者注意力的起伏而引起的估計變化。利用分類網(wǎng)格，一旦所述線軸已經(jīng)被裝滿，就可以為簾線線軸賦予全局估計值，并且可以將所述線軸運送到制造工藝中的其中一個工序。


下面的描述基于圖1至10，其中-圖1顯示了估計設(shè)備的示意圖；-圖2顯示了一層絲線的展開表面的原始圖像；-圖3和4顯示了在平化步驟的過程中獲得的圖像；-圖5顯示了在分割步驟之后獲得的圖像；并且-圖6、7、8、9和10顯示了在各種形態(tài)學處理步驟的過程中獲得的圖像。
具體實施例方式圖1顯示了用于采集圖像并對其進行處理的設(shè)備。線性攝像機1采集由簾線層形成的圓柱體的母線GG’的圖像，該層簾線包括圍繞線軸4的芯部XX'纏繞的大量線匝，其來自橡膠處理和捻合工藝(未顯示)。共軸類型的照明裝置向著半反射板3發(fā)出校準的光束。發(fā)光二極管的管線能夠有用地用作照明裝置。半反射板3向著絲線的線軸4引導(dǎo)光束。該設(shè)備進一步包括數(shù)字處理裝置5，用于處理由攝像機1產(chǎn)生的數(shù)字圖像。該處理裝置的能力適合于能夠在圖像上進行數(shù)字變換，例如在下面的段落中描述的數(shù)字變換。下面將具體描述用于檢測并估計在一層線匝上存在的突出部的尺寸和數(shù)量而執(zhí)行的所有步驟。將由攝像機1產(chǎn)生的線性圖像在一整圈線軸上進行疊加，從而給出了表示一層線匝的展開表面的數(shù)字圖像，如圖2所示。該圖像顯示了由攝像機沿著母線GG’記錄的灰度值，χ軸表示母線GG’，而y軸表示灰度值(0值代表黑色)。箭頭指出了由操作者在產(chǎn)品上肉眼觀察到的不合需要的突出部d。這些突出部通常通過在絲線上的投影而被區(qū)別開來，其區(qū)別在于，該投影具有基本拉長的形狀，而所述突出部的形狀沿著優(yōu)選方向并未明顯拉長。圖像處理方法的目標是將突出部與圖像上可見的其它暗斑區(qū)別開，這些暗斑由優(yōu)選地位于絲線之間的陰影區(qū)域構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟被稱為平化步驟，其在于使圖像獨立于照明源的亮度以及過度的亮斑的亮度。這些運算類似于低通模擬濾波器的使用。出于這一目的，圖像的每一個像素都被賦予周圍像素的灰度值的平均值(參見圖 3)，并且從初始像素的原始圖像的灰度值中減去該值。在圖4中顯示了由該第一圖像處理步驟得到的圖像。下一步驟在于對由前一步驟得到的經(jīng)平化的圖像進行分割，從而獲得如圖5所示的黑白圖像，其中灰度值在閾值以上的像素為白色，黑色則被賦予灰度值在該閾值以下的那些像素。該閾值根據(jù)從第一步驟得到的經(jīng)平化的圖像的灰度值的分散度進行計算。隨后的步驟在于執(zhí)行一系列所謂的形態(tài)學處理運算，從而將展現(xiàn)為陰影的基本拉長的形狀與展現(xiàn)為突出部的在優(yōu)選方向上很少延長的其它形狀區(qū)別開。為此，通過利用方形的結(jié)構(gòu)圖元來執(zhí)行形態(tài)學開運算從而進行第一圖像處理運算，該圖元的尺寸在經(jīng)驗上相對于圖像的分辨率以及想要展現(xiàn)的最小突出部的尺寸來確定。用于執(zhí)行該運算的數(shù)學算法例如描述于Jean Serra的著作“Image Analysis and Mathematical Morphology” (Academic Press, London, 1982)中。該運算具有消除黑區(qū)域輪廓中的粗糙度的效果，并且可以使可能表示突出部的更緊湊的區(qū)域和主要出現(xiàn)在絲線之間的略微明顯的陰影區(qū)域分離開。在圖6中顯示了在該處理運算之后獲得的圖像?？梢栽谠摰谝恍螒B(tài)學開處理運算上加上稱為距離變換的第二變換，之后識別出精細或拉長對象以及小尺寸形狀。為此，灰度值從輪廓線向著黑區(qū)域的內(nèi)部以遞增增量變化， 從而在進一步穿入到所述區(qū)域的內(nèi)部時向著白色行進。在所有方向上等同分布的大區(qū)域(參見圖7)在其中心處的區(qū)域?qū)⒘劣谡瓍^(qū)域或小區(qū)域。然后，充分地消除最小灰度值在給定閾值以下的區(qū)域，以便識別并選出大的且略微拉長的區(qū)域(參見圖8)。隨后按照其初始形式對這些區(qū)域進行重構(gòu)，如圖9所示。最終處理步驟在于通過對于每一個保留形狀計算長寬比(等于最大長度與最小寬度的比值)來實施形狀標準。在實踐中，該閾值等于2. 2或更高。比值高于給定閾值的形狀被識別為拉長區(qū)域，其展現(xiàn)為陰影并且被消除。因此，保留的形狀展現(xiàn)為突出部，如圖10所示。再次參考圖2所示的初始圖像，可以看到通過圖像處理軟件已經(jīng)識別出四個突出部中的三個。位于為與陰影區(qū)域直接接觸的突出部被錯誤地消除掉了。數(shù)字處理的最終步驟在于為所獲得的圖像賦予估計值，對所檢測到的突出部的面積和數(shù)量進行計數(shù)，并且將這些值輸入事先制定的估計表中。如果需要，可以根據(jù)估計網(wǎng)格來觸發(fā)警報器，以便為負責調(diào)節(jié)橡膠處理和捻合工藝參數(shù)的操作者提供數(shù)值圖，或者可以在決策網(wǎng)格的基礎(chǔ)上確定所獲得的絲線線軸的目的地，為此，可以通過累加對于纏繞到線軸芯部上的每一層絲線計算的估計值來計算最終估計值。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于通過對一層簾線的圖像進行數(shù)字處理來檢測并估計突出部(d)，所述突出部(d)出現(xiàn)在來自捻合/橡膠處理工藝的簾線上，所述一層簾線由圍繞線軸的芯部纏繞的大量線匝形成，所述方法包括以下步驟A)利用線性攝像機(1)采集在所述線軸的一整圈上的所述一層簾線的表面的原始數(shù)字圖像；B)平化顯示所述原始圖像，從而限制所述絲線的光照變化和亮度變化的影響；C)對經(jīng)平化的圖像進行分割，從而展現(xiàn)包含突出部區(qū)域的暗區(qū)域；D)利用一系列形態(tài)學處理運算對經(jīng)分割的圖像進行處理，以便分離并選擇可能表示突出部的形狀和可能表示陰影的區(qū)域；并且E)為獲得的最終圖像賦予估計值，并且將所述估計值與閾值進行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的處理方法，其中在步驟D)中執(zhí)行的圖像處理包括利用方形的結(jié)構(gòu)圖元對出現(xiàn)在所述絲線之間的陰影區(qū)域的可能表示突出部(d)的最緊湊區(qū)域進行形態(tài)學開運算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟D)中執(zhí)行的圖像處理包括進行距離變換運算來識別精細目標和小尺寸目標。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中可能表示陰影的區(qū)域展現(xiàn)為長而窄的區(qū)域，所述長而窄的區(qū)域的長寬比高于給定閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述長寬比等于2.2或更高。
6.一種設(shè)備，用于通過對一層簾線的圖像進行數(shù)字處理來檢測并估計突出部(d)，所述突出部(d)出現(xiàn)在來自捻合/橡膠處理工藝的簾線上，所述一層簾線由圍繞線軸的芯部纏繞的大量線匝形成，所述設(shè)備包括-線性攝像機(1)，所述線性攝像機(1)能夠采集由所述一層簾線形成的圓柱體的母線 (GG')的數(shù)字圖像；-共軸類型的照明裝置0)，所述照明裝置O)向著半反射板(3)發(fā)出校準的光束，所述半反射板(3)向著所述線軸(4)引導(dǎo)所述光束；以及-數(shù)字處理裝置(5)，所述數(shù)字處理裝置( 用于處理由所述攝像機(1)產(chǎn)生的數(shù)字圖像，所述裝置包含能夠執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的數(shù)字處理運算的程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，用于檢測并估計出現(xiàn)在離開捻合/橡膠涂覆工藝的纜線上的突出部，包括對纜線層的圖像進行數(shù)字處理，所述纜線層由圍繞線軸(4)的芯部纏繞的大量線匝形成。所述方法包括以下步驟A)利用線性攝像機(1)采集在所述線軸的一整圈上的所述纜線層的表面的原始數(shù)字圖像，B)平化顯示所述原始圖像，從而限制所述絲線的光照變化和亮度變化的影響，C)對經(jīng)平化的圖像進行分割，從而展現(xiàn)包含突出部區(qū)域的暗區(qū)域，D)利用一系列形態(tài)學處理運算對經(jīng)分割的圖像進行處理，以便分離并選擇可能表示突出部的形狀和可能表示陰影的區(qū)域，并且E)為獲得的最終圖像賦予估計值，并且將所述估計值與閾值進行比較。
文檔編號G01N21/88GK102549412SQ201080042796
公開日2012年7月4日 申請日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者D·韋尼耶, J-P·扎內(nèi)拉, M·卡爾韋 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司