玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器視覺檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于機器視覺的玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在各行各業(yè)，玻璃保險絲管大量的應(yīng)用于各種電路中。玻璃保險絲管由銅帽、可熔體、玻璃管等部分組成，其中銅帽上刻有字符表示產(chǎn)品的標志狀態(tài)，可熔體上有錫球。目前玻璃保險絲管外觀質(zhì)量的檢測多為人工檢測，由于玻璃保險絲管零件小，不便于夾持，需邊旋轉(zhuǎn)邊觀測，檢測速度慢，檢測效率低，由于檢測者的疲勞和非一致性，目測一致性差，人眼的疲勞容易造成誤判，檢測結(jié)果不精確、不可靠，導(dǎo)致質(zhì)量無法保證，并且無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的自動化要求。
[0003]相比之下，機器視覺檢測技術(shù)具有非接觸、速度快、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著重要的應(yīng)用前景，目前在產(chǎn)品質(zhì)量檢測等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，視覺檢測技術(shù)為解決產(chǎn)品自動化測量提供了有效的解決方案。機器視覺檢測雖然在電子/機械元器件檢測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但在如玻璃保險絲管這類的小柱體零件質(zhì)量缺陷檢測方面，由于受到圖像捕獲、光照條件、待檢測缺陷繁雜等多方面的制約，仍然沒有得到普及，存在著亟需解決的關(guān)鍵技術(shù):
[0004]一是亟需研究玻璃保險絲管視覺檢測圖像采集方法，針對保險絲管質(zhì)量檢測標準要求，實現(xiàn)在線對玻璃保險絲管多缺陷的圖像采集；
[0005]二是需解決玻璃保險絲管待檢測質(zhì)量缺陷繁雜等圖像處理問題。
[0006]三是需解決檢測速度和檢測精度問題，一般的圖像分析處理方法不能同時滿足在線高速度和高精度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測由于受到圖像捕獲、光照條件、待檢測缺陷繁雜等多方面的制約仍沒得到普及這一不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測精度高、速度快的玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測方法。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]本發(fā)明玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測方法包括以下步驟:
[0010]通過傳感單元采集獲取待測玻璃保險絲管的原始圖像，并將采集到的原始圖像發(fā)送給圖像處理單元；
[0011]圖像處理單元對采集到的待測玻璃保險絲管的原始圖像進行處理分析，檢測可熔體質(zhì)量缺陷，即無熔體或斷絲、多絲、多球或無球或少球、錫球不完整、錫球位置不符合要求、錫球未包住絲材以及雙錫球間距離異常，從而判別玻璃保險絲管外觀質(zhì)量。
[0012]圖像處理單元對采集到的待測玻璃保險絲管的原始圖像進行處理分析包括以下步驟:
[0013]計算待測玻璃保險絲管的原始圖像的灰度均值，通過灰度均值設(shè)定分割閾值，依據(jù)分割閾值得到分割圖像區(qū)域；
[0014]對分割圖像區(qū)域采用基于區(qū)域形狀特征參數(shù)的提取方法，選取區(qū)域質(zhì)心的列坐標和區(qū)域的高度值作為特征參數(shù)提取可熔體區(qū)域圖像，并填充區(qū)域中的孔洞，獲得填充圖像；
[0015]計算填充圖像中不相連區(qū)域的個數(shù)，如果個數(shù)大于1，則存在無熔體或斷絲質(zhì)量缺陷。
[0016]如果個數(shù)不大于1，對填充圖像和可熔體區(qū)域圖像進行差分，獲得差分圖像；
[0017]對差分圖像，選取區(qū)域高度值作為特征參數(shù)進行提??；
[0018]如果提取得到的區(qū)域數(shù)量大于等于1，則存在多絲質(zhì)量缺陷。
[0019]對提取的可熔體區(qū)域圖像用圓結(jié)構(gòu)元素做形態(tài)學(xué)腐蝕處理，選取區(qū)域?qū)挾戎底鳛樘卣鲄?shù)；
[0020]對形態(tài)學(xué)腐蝕處理后的圖像進行提取，依據(jù)提取得到的區(qū)域數(shù)量進行判別；
[0021]如果提取得到的區(qū)域數(shù)量小于等于2，則存在無球質(zhì)量缺陷或無銅帽質(zhì)量缺陷。
[0022]如果提取得到的區(qū)域數(shù)量大于等于5，則為多球質(zhì)量缺陷。
[0023]如果提取得到的區(qū)域數(shù)量等于3，則為單球；
[0024]依據(jù)橢圓參數(shù)計算偏心率，將偏心率和偏心率設(shè)定值比較；
[0025]如果偏心率大于偏心率設(shè)定值，則存在錫球不完整質(zhì)量缺陷。
[0026]如果偏心率不大于偏心率設(shè)定值，則錫球完整；
[0027]計算錫球的質(zhì)心位置，和位置設(shè)定值比較，如果位置不同，則為錫球位置不符合要求質(zhì)量缺陷。
[0028]如果位置相同，則基于最小矩形法提取出熔絲；
[0029]計算熔絲的質(zhì)心位置，并和錫球的質(zhì)心位置比較，計算位置偏差值；
[0030]設(shè)定偏差閾值，如果位置偏差值大于偏差閾值，則為錫球未包住絲材質(zhì)量缺陷；
[0031]否則如果位置偏差值不大于偏差閾值，可熔體質(zhì)量合格。
[0032]如果提取得到的區(qū)域數(shù)量等于4，則為雙球；
[0033]依據(jù)錫球的質(zhì)心位置計算雙錫球間距離，如果雙錫球間距離不等于設(shè)定值，則為雙錫球間距離異常質(zhì)量缺陷；
[0034]否則如果雙錫球間距離等于設(shè)定值，可熔體質(zhì)量合格。
[0035]通過傳感單元采集獲取待測玻璃保險絲管的原始圖像為:在背光源照明條件下，采集一幅待測玻璃保險絲管的原始圖像，用以檢測可熔體質(zhì)量缺陷檢測。
[0036]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0037]1.本發(fā)明采用背光源照明的方法，實現(xiàn)在線對玻璃保險絲管多缺陷的圖像采集，針對可熔體質(zhì)量檢測的圖像，通過基于區(qū)域圖像特征參數(shù)的方法實現(xiàn)圖像分割和目標識另IJ，實現(xiàn)可熔體質(zhì)量缺陷檢測，極大地提高了檢測速度和檢測精度，保證檢測結(jié)果的可靠性。
[0038]2.本發(fā)明實現(xiàn)玻璃保險絲管外觀質(zhì)量的自動、在線檢測，有助于實現(xiàn)玻璃保險絲管的自動化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明方法總流程圖；
[0040]圖2為本發(fā)明中對可熔體質(zhì)量缺陷檢測圖像處理流程圖；
[0041]圖3為本發(fā)明方法采集的用于玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量檢測的原始圖像；
[0042]圖4為本發(fā)明涉及的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]其中，1為傳感單元，2為工控機，3為圖像處理單元，4為參數(shù)設(shè)置及控制單元，5為上位機，6為透明膠管，7為玻璃保險絲管，8為熔絲，9為錫球，10為銅帽，11為字符，12為背光光源，13為視場，14為攝像機。
【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0045]如圖1所示，本發(fā)明一種玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測方法，包括以下步驟:
[0046]通過傳感單元采集獲取待測玻璃保險絲管的原始圖像，并將采集到的原始圖像發(fā)送給圖像處理單元；
[0047]圖像處理單元對采集到的待測玻璃保險絲管的原始圖像進行處理分析，檢測可熔體質(zhì)量缺陷，即無熔體或斷絲、多絲、多球或無球或少球、錫球不完整、錫球位置不符合要求、錫球未包住絲材以及雙錫球間距離異常，從而判別玻璃保險絲管外觀質(zhì)量。
[0048]本發(fā)明方法通過圖4所示的裝置實現(xiàn)，該玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量缺陷檢測裝置包括:
[0049]傳感單元1，采集待測玻璃保險絲管的原始圖像，傳輸至圖像處理單元3 ;
[0050]圖像處理單元3，在參數(shù)設(shè)置及控制單元4的控制下對采集到的待測玻璃保險絲管的原始圖像進行處理；
[0051]參數(shù)設(shè)置及控制單元4，對傳感單元1及圖像處理單元3的各參數(shù)進行設(shè)置，并分別與傳感單元1、圖像處理單元3、上位機5進行通訊連接。參數(shù)設(shè)置及控制單元4及圖像處理單元3設(shè)于一工控機2中。
[0052]傳感單元1包括攝像機15、背光光源12，其中攝像機14設(shè)于能夠拍攝玻璃保險絲管的位置，背光光源12設(shè)于攝像機的鏡頭正對面位置，和攝像機分別位于待測玻璃保險絲管7的兩側(cè)。
[0053]本發(fā)明涉及的裝置工作過程如下:
[0054]將待檢測玻璃保險絲管7置于透明膠管6中，控制背光光源12照亮整個被檢測玻璃保險絲管7區(qū)域，攝像機14在背光光源12照明條件下采集一幅玻璃保險絲管原始圖像，如圖3所示；將所采集的圖像通過Cameralink線纜或網(wǎng)線傳送給圖像處理單元3，由圖像處理單元3對采集到的玻璃保險絲管7圖像(如圖3所示)進行處理，對可熔體質(zhì)量缺陷進行判別。參數(shù)設(shè)置與控制單元4對傳感單元1及圖像處理單元3的各參數(shù)進行設(shè)置，并分別與傳感單元1、圖像處理單元3及上位機5進行通訊連接，完成可熔體質(zhì)量的識別與判定，最終實現(xiàn)玻璃保險絲管可熔體質(zhì)量的自動檢測。
[0055]圖像處理單元3對采集到的待測玻璃保險絲管的原始圖像進行處理分析包括以下步驟:
[0056]計算待測玻璃保險絲管的原始圖像的灰度均值，通過灰度均值設(shè)定分割閾值，依據(jù)分割閾值得到分割圖像區(qū)域；
[0057]對分割圖像區(qū)域采用基于區(qū)域形狀特征參數(shù)的提取方法，選取區(qū)域質(zhì)心的列坐標和區(qū)域的高度值作為特征參數(shù)提取可熔體區(qū)域圖像，并填充區(qū)域中的孔洞，獲得填充圖像；
[0058]計算填充圖像中不相連區(qū)域的個數(shù)，如果個數(shù)大于1，則存在無熔體或斷絲質(zhì)量缺陷；
[0059]如果個數(shù)不大于1，對填充圖像和可熔體區(qū)域圖像進行差分，獲得差分圖像；
[0060]對差分圖像，選取區(qū)域高度值作為特征參數(shù)進行提?。?br>[0061]如果提取得到的區(qū)域數(shù)量大于1，則存在多絲質(zhì)量缺陷。
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