一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法技术

本发明专利技术公开了一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，其步骤为：1)建立各类瑕疵的特征库；2)对每类瑕疵的特征库内特征数值范围进行确定，进而对该类瑕疵再进行细分，建立更为详细的瑕疵参照数据库，以便能够判断是哪类瑕疵的何种状态；3)判断待检测瓷绝缘子是否在检测位置；4)对采集到的图像数据进行图像处理；5)利用阈值分割的原理对经步骤4)处理后得到的待处理分析的图像进行处理分析，并将处理分析得到的结果与步骤2)中建立的瑕疵参照数据库进行逐一对比，若有相匹配的，则发出瓷绝缘子不合格信号，若无，则发出瓷绝缘子合格信号。本发明专利技术操作方便，大大减小了劳动强度，提高了检测工作效率，并且对于瓷绝缘子瑕疵检测精准。

Visual inspection method for disc suspension type porcelain insulator

The invention discloses a disc suspension insulator visual detection method, which comprises the following steps: 1) build feature library of each defect; 2) on the characteristics of each kind of defects in the library numerical range to determine, and the defects of subdivision, establish a more detailed reference to defect database. To determine what kind of state what kind of flaws; 3) to judge whether the porcelain insulator whether in the detection position; 4) to capture image data for image processing; 5) using the principle of threshold segmentation on the step 4) obtained after the treatment to analyze the image analysis and processing, and processing the result of step 2) in the establishment of the defects by comparing the reference database, if there is a match, a porcelain insulator failure signal, if not, a qualified signal of porcelain insulator. The invention has the advantages of convenient operation, greatly reduced labor intensity, improved detection efficiency, and accurate detection of porcelain insulator defects.

【技术实现步骤摘要】
一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法
本专利技术涉及一种视觉检测方法，更具体地说，涉及一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法。
技术介绍
盘形悬式瓷绝缘子用于高压架空输配电线路中的绝缘和固定导线。一般由绝缘子元件组装成绝缘子串用于不同电压等级的线路上。绝缘子按其使用环境和地区，可分为普通型和耐污型，其中耐污型产品根据伞形结构的不同又分为双层伞耐污型、三层伞耐污型、草帽耐污性和钟罩伞耐污型四种；按绝缘子的连接方式可分为球型连结和槽型连接。绝缘子铁帽和钢脚表面均采用热镀锌进行防腐处理，锌层厚度除按照标准GB/T1001.1执行外，还可根据客户要求加厚。绝缘子对于高压电运输的安全有着相当重要的作用，质量决定高压线是否能够保证寿命。绝缘子质量必须经过层层把关，但是目前的各个厂家都是用人工来进行识别和检测，目前的检测效率很低，劳动量很大(绝缘子很重)，检测漏检很多，已经不能满足下线企业的产能需求和合格率需求。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服上述的问题，提供了一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，采用本专利技术的技术方案，操作方便，大大减小了劳动强度，提高了检测工作效率，并且对于瓷绝缘子瑕疵检测精准。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，其步骤为：1)建立各类瑕疵的特征库；2)对每类瑕疵的特征库内特征数值范围进行确定，进而对该类瑕疵再进行细分，建立更为详细的瑕疵参照数据库，以便能够判断是哪类瑕疵的何种状态；3)通过工控机对机械系统发出指令，将瓷绝缘子支撑架运输至某个指定位置，同时将瓷绝缘子支撑架到位信号送至工控机进行处理，当确认瓷绝缘子支撑架到位后，相机工作进行图像采集，并将图像数据传送至工控机进行图像处理分析，利用blob分析中的阈值分析和动态阈值分析两大原理对所获取的图像数据进行处理分析判断瓷绝缘子支撑架上是否摆放有瓷绝缘子，若有，则继续执行下一步，若无，则停止工作；4)先对采集到的图像数据进行去噪处理，利用高斯滤波器进行滤波后获得所需的待处理分析的图像，再利用灰度分析对图像数据进行处理，滤去反光存在的高亮区域，最后对图像数据进行转换，并进行图像相乘来提高图像轮廓的对比度，最后再对图像进行去噪处理；5)利用阈值分割的原理对经步骤4)处理后得到的待处理分析的图像进行处理分析，并将处理分析得到的结果与步骤2)中建立的瑕疵参照数据库进行逐一对比，若有相匹配的，则发出瓷绝缘子不合格信号，若无，则发出瓷绝缘子合格信号。更进一步地，所述的步骤2)的具体操作步骤为：2-1)预备各类瑕疵的各种状态时的图片；2-2)将步骤2-1)中预备的图片扫描到工控机内；2-3)将采集到的图像转化为灰度图像，在转化后的灰度图像上选择需测量的感兴趣区域；2-4)对ROI进行Blob分析，进而获得各类瑕疵各种状态时的特征数值范围。更进一步地，所述的步骤3)中机械系统包括机架，所述的机架的底板上设置有第一直线滑动机构，该第一直线滑动机构的滑动板上固设有用以支撑瓷绝缘子且保证瓷绝缘子中心线水平且垂直于第一直线滑动机构中滑动板滑动方向放置的瓷绝缘子支撑架；其中所述的第一直线滑动机构包括滑动板、丝杆和设置于丝杆两侧的第一直线导轨，所述的丝杆的两端支撑在轴承座上，丝杆的一端与第一电机相连；所述的丝杆通过丝杆螺母与滑动板相连，且滑动板通过形成于滑动板底部的滑块与两根第一直线导轨滑动连接；瓷绝缘子支撑架包括相对设置且用以支撑瓷绝缘子折皱部的两个第一滚轮和相对设置且用以支撑瓷绝缘子凸起部的两个第二滚轮，所述的两个第一滚轮分别通过滚轮安装座固设在第一立柱的侧面上，两根第一立柱固设在滑动板上；所述的两个第二滚轮分别通过滚轮安装座固设在第二立柱的侧面上，两根第二立柱固设在安装板上，安装板固设在滑动板上；所述的机架的底板上且沿着第一直线滑动机构中滑动板滑动方向设置有A工位和B工位，所述的A工位处包括有两个对称设置在第一直线滑动机构中滑动板滑动方向两侧的环形光源，每个环形光源的中心位置处均设置有用以拍摄瓷绝缘子获取图像信息的第一工业相机，两个第一工业相机分别用来拍摄瓷绝缘子凸起部和瓷绝缘子内深凹部；上述环形光源通过环形光源支撑座与固设在机架底板上的竖向支杆固连，上述的第一工业相机固设在环形光源上；其中环形光源支撑座包括“U”字形第三连接件，所述的第三连接件的两横向板与环形光源的背面固连，第三连接件的竖向板上固连有相对设置的两块横向固定板，横向固定板与固设在底板上的竖向支杆固连；所述的B工位处包括有用以抓取瓷绝缘子凸起部并控制瓷绝缘子旋转的瓷绝缘子驱动装置、用以拍摄由瓷绝缘子驱动装置所控制的瓷绝缘子的多组第二工业相机组和为拍摄提供光源的多个背光源；所述的瓷绝缘子驱动装置设置在第一直线滑动机构的一侧，且瓷绝缘子驱动装置中吸盘的中心轴垂直于第一直线滑动机构中滑动板滑动方向；其中瓷绝缘子驱动装置包括“┕”字形的支撑板和吸盘，所述的支撑板的横向板通过支撑柱与机架底板相连；所述的支撑板的竖向板上固设有水平放置的伸缩气缸；所述的伸缩气缸的活塞杆端部固连有“凵”字形的电机安装座，该电机安装座通过形成于电机安装座底部的滑块与两根第二直线导轨滑动连接，两根第二直线导轨固设在支撑板的横向板上；所述的电机安装座上固设有水平放置的第二电机；所述的第二电机的输出轴穿过电机安装座的竖向板后与设置在套筒中的气管的一端固连，其中气管的圆周壁上开设有多个气孔，套筒的法兰端固设在电机安装座的竖向板上，套筒的圆周壁上固连有与套筒连通的竖向抽气管，该竖向抽气管与真空泵连通；所述的吸盘的抽真空管穿过套筒后与气管的另一端固连且连通；所述的多组第二工业相机组的组数根据瓷绝缘子折皱部数量设定，每组第二工业相机组均包括两个第二工业相机，其中一个第二工业相机位于瓷绝缘子折皱部的左侧，且第二工业相机的相机法线垂直于瓷绝缘子折皱部的左表面，另一个第二工业相机位于瓷绝缘子折皱部的右侧，且第二工业相机的相机法线垂直于瓷绝缘子折皱部的右表面；上述的第二工业相机均通过可调节角度的支撑件与机架顶部的横向支杆固连；其中所述的支撑件是由多个连接片首尾相连构成的；所述的多个背光源围绕着瓷绝缘子分布，以便于第二工业相机拍摄获取图像信息，且上述的多个背光源均设置在可调节角度的背光源支撑座上，背光源支撑座与机架顶部的横向支杆相连；其中背光源支撑座包括用以固定背光源的固定板、“U”字形第一连接件和“U”字形悬挂件，所述的悬挂件的两竖板固设在安装框架的横向支杆上，悬挂件的横板与第一连接件的横板固连，且悬挂件的横板与第一连接件的横板相互垂直；所述的第一连接件的两竖板分别铰接有“L”字形第二连接，该第二连接件固设在固定板上。更进一步地，所述的步骤3)中采用机械系统进行图像采集的具体步骤为：3-1)工控机对第一电机发出开始工作的指令，第一电机工作带动丝杆旋转，进而带动丝杆螺母和滑动板沿着第一直线导轨运动，当瓷绝缘子送至A工位处到位时，工控机上接收到到位信号后对第一直线滑动机构中第一电机发出停止工作的指令；3-2)调整好环形光源的位置及照射亮度，同时也调整好第一工业相机的位置，使得相对设置的两个第一工业相机的相机法线均位于瓷绝缘子中心线上；3-3)第一工业相机分别拍摄瓷绝缘子的凸起部和内深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，其步骤为：1)建立各类瑕疵的特征库；2)对每类瑕疵的特征库内特征数值范围进行确定，进而对该类瑕疵再进行细分，建立更为详细的瑕疵参照数据库，以便能够判断是哪类瑕疵的何种状态；3)通过工控机对机械系统发出指令，将瓷绝缘子支撑架运输至某个指定位置，同时将瓷绝缘子支撑架到位信号送至工控机进行处理，当确认瓷绝缘子支撑架到位后，相机工作进行图像采集，并将图像数据传送至工控机进行图像处理分析，利用blob分析中的阈值分析和动态阈值分析两大原理对所获取的图像数据进行处理分析判断瓷绝缘子支撑架上是否摆放有瓷绝缘子，若有，则继续执行下一步，若无，则停止工作；4)先对采集到的图像数据进行去噪处理，利用高斯滤波器进行滤波后获得所需的待处理分析的图像，再利用灰度分析对图像数据进行处理，滤去反光存在的高亮区域，最后对图像数据进行转换，并进行图像相乘来提高图像轮廓的对比度，最后再对图像进行去噪处理；5)利用阈值分割的原理对经步骤4)处理后得到的待处理分析的图像进行处理分析，并将处理分析得到的结果与步骤2)中建立的瑕疵参照数据库进行逐一对比，若有相匹配的，则发出瓷绝缘子不合格信号，若无，则发出瓷绝缘子合格信号。...

【技术特征摘要】
1.一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，其步骤为：1)建立各类瑕疵的特征库；2)对每类瑕疵的特征库内特征数值范围进行确定，进而对该类瑕疵再进行细分，建立更为详细的瑕疵参照数据库，以便能够判断是哪类瑕疵的何种状态；3)通过工控机对机械系统发出指令，将瓷绝缘子支撑架运输至某个指定位置，同时将瓷绝缘子支撑架到位信号送至工控机进行处理，当确认瓷绝缘子支撑架到位后，相机工作进行图像采集，并将图像数据传送至工控机进行图像处理分析，利用blob分析中的阈值分析和动态阈值分析两大原理对所获取的图像数据进行处理分析判断瓷绝缘子支撑架上是否摆放有瓷绝缘子，若有，则继续执行下一步，若无，则停止工作；4)先对采集到的图像数据进行去噪处理，利用高斯滤波器进行滤波后获得所需的待处理分析的图像，再利用灰度分析对图像数据进行处理，滤去反光存在的高亮区域，最后对图像数据进行转换，并进行图像相乘来提高图像轮廓的对比度，最后再对图像进行去噪处理；5)利用阈值分割的原理对经步骤4)处理后得到的待处理分析的图像进行处理分析，并将处理分析得到的结果与步骤2)中建立的瑕疵参照数据库进行逐一对比，若有相匹配的，则发出瓷绝缘子不合格信号，若无，则发出瓷绝缘子合格信号。2.根据权利要求1所述的一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，其特征在于：所述的步骤2)的具体操作步骤为：2-1)预备各类瑕疵的各种状态时的图片；2-2)将步骤2-1)中预备的图片扫描到工控机内；2-3)将采集到的图像转化为灰度图像，在转化后的灰度图像上选择需测量的感兴趣区域；2-4)对ROI进行Blob分析，进而获得各类瑕疵各种状态时的特征数值范围。3.根据权利要求2所述的一种盘形悬式瓷绝缘子视觉检测方法，其特征在于：所述的步骤3)中机械系统包括机架，所述的机架的底板(101)上设置有第一直线滑动机构(2)，该第一直线滑动机构(2)的滑动板(201)上固设有用以支撑瓷绝缘子(3)且保证瓷绝缘子(3)中心线水平且垂直于第一直线滑动机构(2)中滑动板(201)滑动方向放置的瓷绝缘子支撑架(4)；其中所述的第一直线滑动机构(2)包括滑动板(201)、丝杆(202)和设置于丝杆(202)两侧的第一直线导轨(203)，所述的丝杆(202)的两端支撑在轴承座上，丝杆(202)的一端与第一电机(204)相连；所述的丝杆(202)通过丝杆螺母与滑动板(201)相连，且滑动板(201)通过形成于滑动板(201)底部的滑块与两根第一直线导轨(203)滑动连接；瓷绝缘子支撑架(4)包括相对设置且用以支撑瓷绝缘子(3)折皱部(303)的两个第一滚轮(401)和相对设置且用以支撑瓷绝缘子(3)凸起部(301)的两个第二滚轮(402)，所述的两个第一滚轮(401)分别通过滚轮安装座(404)固设在第一立柱(403)的侧面上，两根第一立柱(403)固设在滑动板(201)上；所述的两个第二滚轮(402)分别通过滚轮安装座(404)固设在第二立柱(405)的侧面上，两根第二立柱(405)固设在安装板(406)上，安装板(406)固设在滑动板(201)上；所述的机架的底板(101)上且沿着第一直线滑动机构(2)中滑动板(201)滑动方向设置有A工位和B工位，所述的A工位处包括有两个对称设置在第一直线滑动机构(2)中滑动板(201)滑动方向两侧的环形光源(5)，每个环形光源(5)的中心位置处均设置有用以拍摄瓷绝缘子(3)获取图像信息的第一工业相机(6)，两个第一工业相机(6)分别用来拍摄瓷绝缘子(3)凸起部(301)和瓷绝缘子(3)内深凹部(302)；上述环形光源(5)通过环形光源支撑座(7)与固设在机架(1)底板(101)上的竖向支杆固连，上述的第一工业相机(6)固设在环形光源(5)上；其中环形光源支撑座(7)包括“U”字形第三连接件(701)，所述的第三连接件(701)的两横向板与环形光源(5)的背面固连，第三连接件(701)的竖向板上固连有相对设置的两块横向固定板(702)，横向固定板(702)与固设在底板(101)上的竖向支杆固连；所述的B工位处包括有用以抓取瓷绝缘子(3)凸起部(301)并控制瓷绝缘子(3)旋转的瓷绝缘子驱动装置(8)、用以拍摄由瓷绝缘子驱动装置(8)所控制的瓷绝缘子(3)的多组第二工业相机组和为拍摄提供光源的多个背光源(9)；所述的瓷绝缘子驱动装置(8)设置在第一直线滑动机构(2)的一侧，且瓷绝缘子驱动装置(8)中吸盘(801)的中心轴垂直于第一直线滑动机构(2)中滑动板(201)滑动方向；其中瓷绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱梓清，刘小峰，吴访升，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32