本發(fā)明涉及一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，可應(yīng)用于玻璃球損傷識(shí)別、機(jī)器視覺識(shí)別等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

玻璃球以化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高和電絕緣性好等特性廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)玻璃球生產(chǎn)量和應(yīng)用量巨大，然而玻璃球損傷檢測(cè)技術(shù)落后，大都采用傳統(tǒng)的人工方法檢測(cè)；傳統(tǒng)檢測(cè)方法容易造成人工視覺疲勞、視覺損傷；效率低、誤檢率大，從而降低了產(chǎn)品質(zhì)量；玻璃球生產(chǎn)廠家迫切需求開發(fā)出一套自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別玻璃球損傷的裝置，剔除不合格產(chǎn)品，來(lái)提高生產(chǎn)效率，降低檢錯(cuò)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量；有效解決人工檢測(cè)的困境。

機(jī)器視覺系統(tǒng)相當(dāng)于是用機(jī)器代替人眼做檢測(cè)識(shí)別的系統(tǒng)，可用于產(chǎn)品的自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別，解決人工產(chǎn)品檢測(cè)的困境。機(jī)器視覺系統(tǒng)一般采用ccd相機(jī)（或其他圖像獲取設(shè)備）獲取圖像后，對(duì)圖像預(yù)處理，獲取目標(biāo)圖像特征值，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品識(shí)別等多種功能。機(jī)器視覺應(yīng)用在很多領(lǐng)域，如x射線圖像識(shí)別、核磁共振圖像識(shí)別、人臉識(shí)別、車牌識(shí)別等。70年代，英國(guó)的marr教授提出了marr視覺理論，成為視覺研究領(lǐng)域的重要理論框架。之后，機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。文獻(xiàn)[1尚修鑫，玻璃表面缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)，江蘇：cn104297264a，2015]提出了一種玻璃表面缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)；文獻(xiàn)[2胡旸，玻璃完整性在線檢測(cè)關(guān)鍵算法研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，武漢：華中科技大學(xué)，2012]提出了平面玻璃完整性檢測(cè)的邊緣檢測(cè)和墨點(diǎn)識(shí)別算法，完成了玻璃完整性在線檢測(cè)系統(tǒng)；文獻(xiàn)[3嚴(yán)謹(jǐn)，基于視覺的鋼球表面缺陷檢測(cè)與識(shí)別，西安：西安理工大學(xué)，2013]實(shí)現(xiàn)了鋼球表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)。

可見，基于機(jī)器視覺的玻璃表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)和鋼球表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)有產(chǎn)品面世；然而，對(duì)于機(jī)器視覺的照明光波，玻璃球內(nèi)外表面曲面大、既反射、又折射，玻璃球呈現(xiàn)的光現(xiàn)象非常復(fù)雜；基于機(jī)器視覺的玻璃球損傷識(shí)別處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度很大，至今還未見報(bào)道；業(yè)界迫切需求玻璃球損傷識(shí)別處理系統(tǒng)來(lái)代替人工檢測(cè)識(shí)別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào)61671227和61431009）、山東省自然科學(xué)基金（zr2011fm015）、“泰山學(xué)者”建設(shè)工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持下，本發(fā)明提出了一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了圖像采集、圖像預(yù)處理、特征提取與缺陷檢測(cè)，能夠較準(zhǔn)確地識(shí)別玻璃球損傷，以期為玻璃球生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率提供技術(shù)支持。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提出的一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)；所采用的技術(shù)方案是：在計(jì)算機(jī)的控制下，上料車經(jīng)物料傳送裝置輸送至上料臺(tái)處裝填待檢測(cè)的玻璃球，之后，上料車經(jīng)物料傳送裝置輸送到物料拍照臺(tái)，觸發(fā)相機(jī)對(duì)玻璃球拍照，照片經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像預(yù)處理、特征提取與缺陷檢測(cè)，識(shí)別出玻璃球損傷信息；其中相機(jī)照明光源在計(jì)算機(jī)的控制下可以調(diào)整位置、亮度，一直處于常亮狀態(tài)以避免突然閃光帶來(lái)圖像背景干擾；該系統(tǒng)能夠較準(zhǔn)確地識(shí)別玻璃球損傷，為玻璃球生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率提供技術(shù)支持。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.提出了基于小波變換的圖像增強(qiáng)、基于hough變換平面圓識(shí)別、log算子邊緣檢測(cè)和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)函數(shù)填充相結(jié)合的方法進(jìn)行圖像預(yù)處理，突出輪廓邊緣、獲取去背景的玻璃球圖像；

2.提出了基于區(qū)域標(biāo)記的面積測(cè)量方法提取玻璃球圖像缺陷特征、計(jì)算缺陷閾值，實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)；

3.能夠較準(zhǔn)確地識(shí)別玻璃球損傷，為玻璃球生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率提供技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)示意圖；圖中（1）是計(jì)算機(jī)，（2）是上料車，（3）是物料傳送裝置，（4）是上料臺(tái)，（5）是拍照臺(tái)，（6）是相機(jī)，（7）是相機(jī)照明光源；

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)中物料傳送裝置俯瞰圖；圖中（3）是物料傳送裝置，是一種橢圓形的皮帶傳輸裝置，在計(jì)算機(jī)的控制下以不同速度運(yùn)行，將上料車周而復(fù)始的輸送到不同位置；

圖3是相機(jī)拍攝的實(shí)際照片；

圖4是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像預(yù)處理后的照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不限于此。

實(shí)施例圖1是本發(fā)明一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)示意圖；圖中（1）是計(jì)算機(jī)，（2）是上料車，（3）是物料傳送裝置，（4）是上料臺(tái)，（5）是拍照臺(tái)，（6）是相機(jī)，（7）是相機(jī)照明光源。在計(jì)算機(jī)（1）的控制下，上料車（2）經(jīng)物料傳送裝置（3）輸送至上料臺(tái)（4）處裝填待檢測(cè)的玻璃球，之后，上料車（2）經(jīng)物料傳送裝置（3）輸送到物料拍照臺(tái)（5），觸發(fā)相機(jī)（6）對(duì)玻璃球拍照，照片經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)（1）圖像預(yù)處理、特征提取與缺陷檢測(cè)，識(shí)別出玻璃球損傷信息；然后，上料車（2）經(jīng)物料傳送裝置（3）輸送至上料臺(tái)（4）處重新裝填待檢測(cè)的玻璃球，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)；其中相機(jī)照明光源（7）在計(jì)算機(jī)（1）的控制下可以調(diào)整位置、亮度，一直處于常亮狀態(tài)以避免突然閃光帶來(lái)圖像背景干擾。

圖2本發(fā)明系統(tǒng)中物料傳送裝置俯瞰圖，圖中（3）是一種橢圓形的皮帶傳輸裝置，在計(jì)算機(jī)的控制下以不同速度運(yùn)行，將上料車周而復(fù)始的輸送到不同位置。

圖3是相機(jī)拍攝的實(shí)際照片；采用黑色背景。

圖4是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像預(yù)處理后的照片；對(duì)其特征提取與缺陷檢測(cè)，可識(shí)別出損傷玻璃球信息，為計(jì)算機(jī)執(zhí)行次品剔除指令提供信息。提出了基于小波變換的圖像增強(qiáng)、基于hough變換平面圓識(shí)別、log算子邊緣檢測(cè)和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)函數(shù)填充相結(jié)合的方法進(jìn)行圖像預(yù)處理，突出輪廓邊緣、獲取去背景的玻璃球圖像；提出了基于區(qū)域標(biāo)記的面積測(cè)量方法提取玻璃球圖像缺陷特征、計(jì)算缺陷閾值，實(shí)現(xiàn)了玻璃球損傷的識(shí)別，誤檢率為12.5%。

總之，本發(fā)明提出的一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，能夠較準(zhǔn)確地識(shí)別玻璃球損傷，為玻璃球生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率提供技術(shù)支持；下一步，我們將進(jìn)一步優(yōu)化該系統(tǒng)的玻璃球圖像預(yù)處理和缺陷檢測(cè)方法，降低玻璃球損傷的誤檢率，真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

應(yīng)當(dāng)指出的是，具體實(shí)施方式只是本發(fā)明比較有代表性的例子，顯然本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，以本發(fā)明所明確公開的或根據(jù)文件的書面描述毫無(wú)異議的得到的，均應(yīng)認(rèn)為是本專利所要保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種玻璃球損傷檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)；提出了基于區(qū)域標(biāo)記的面積測(cè)量方法提取玻璃球圖像缺陷特征、計(jì)算缺陷閾值，實(shí)現(xiàn)了圖像采集、圖像預(yù)處理、特征提取和玻璃球損傷識(shí)別；能夠較準(zhǔn)確地識(shí)別玻璃球損傷，為玻璃球生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率提供技術(shù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭宏軍;朱曉明;黎昕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：聊城大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.02
技術(shù)公布日：2017.07.21