一种全自动电缆各层参数智能检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全自动电缆各层参数智能检测方法及装置，实现了对电缆绝缘片厚度的自动测量。包括：电缆切片图像获取；自动选择合适的独立光源和工业相机组；电缆切片位置自动微调；图像预处理；图像连通域提取和各层轮廓检测；选点定各层测量点；计算相关参数，生成报告。本全自动电缆各层参数智能检测方法及装置，自动化程度高，检测效率及精度高，同时大大降低了检测人员的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动电缆各层参数智能检测方法及装置
本专利技术属于精密测量
，具体涉及一种全自动电缆各层参数智能检测方法及装置。
技术介绍
一般电缆的绝缘结构主要由导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及半导体屏蔽层等组成。如果电缆绝缘厚度低于标准或者偏心度超过标准会严重影响电缆的使用性能，甚至危害电网安全，造成财产损失和人员伤亡。目前，测量电缆绝缘厚度的方法中人工操作比较多，通过人工操作将电缆切片固定在压片上，手动调整电缆切片位置，然后根据压片下标定尺刻度确定电缆切片最薄厚度，再通过游标卡尺、放大镜以及测量投影仪等辅助工具，将电缆切片放大一定倍率投影到屏幕，再通过手动移动坐标支架的方式定位测量点，读取不同位置点的坐标，计算厚度值，再算出偏心度等参数。使用传统装置以及测量方法对电缆绝缘厚度进行测量时有以下问题：1、手工测量步骤复杂，需要人工操作包括装夹电缆切片、调整位置、肉眼判断并找出最薄点、读取多个测量点等多个步骤，测量过程耗时耗力，过程复杂效率低。2、手动计算复杂，计算项目多、计算量大，容易出现计算错误。3、进行测量时需要相应装置测量，在测量某几种电缆切片时往往需要使用放大镜或是放大倍数至少10倍以上的投影仪作为测量装置，还需要对游标卡尺、标定尺进行读数，操作复杂、需要时间长、对测试人员要求高。因此现有的电缆绝缘厚度检测设备无法满足该行业的需求，急需进行技术改造和升级。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述技术缺陷及不足，本专利技术提供了一种全自动电缆各层参数智能检测方法及装置，可以自动快速对电缆切片进行各种参数的测量和计算，操作非常简便，检测效率和精度高，大大降低了检测人员的劳动强度和成本。一种全自动电缆各层参数智能检测方法，包括如下步骤：(1)获取初始状态下电缆切片的电缆切片图像，基于当前的电缆切片图像，调整电缆切片相对于图像采集单元的位置，重新获取电缆切片图像；(2)对步骤(1)最终获得的电缆切片图像进行预处理，提取预处理后的电缆切片图像的各层的层轮廓和质心；(3)基于提取得到的各层的层轮廓和质心选定各层测量点；(4)计算电缆各层的相关参数。本专利技术中，作为一种实施方案，步骤(1)中，所述图像采集单元包括一组或多组独立光源和工业相机。作为优选，当采用多组独立光源和工业相机时，每组独立光源和工业相机对应不同尺寸的电缆(或电缆切片)的检测；基于所述当前的电缆切片图像，即初始状态下电缆切片的电缆切片图像，求取当前电缆切片的尺寸，并将该尺寸与多组独立光源和工业相机所对应的尺寸信息进行比较，确定最佳的一组独立光源和工业相机，并将电缆切片调整至该组独立光源和工业相机所对应的位置；然后重新获取电缆切片图像。该重新获取电缆切片图像可以作为步骤(1)最终获得的电缆切片图像进行后续操作。本专利技术中，当采用多组独立光源和工业相机时，多组独立光源和工业相机分别编号，同时记录该编号信息，且针对每组独立光源和工业相机，电缆切片均对应特定的指定位置，并保存该指定位置信息。且针对每组独立光源和工业相机，也同时记录其最佳的可以检测电缆切片的大小尺寸信息。作为一种实施方式，初始状态下，可以选择将电缆切片首先置于视野最大的工业相机和独立光源组的指定位置。即：将电缆切片装载在载物台的载玻片中心区域，并使用盖玻片将电缆切片压平固定，在检测人员点击按钮确认测试开始后，载物台自动运行到视野最大的工业相机和独立光源组的指定位置，通过工业相机以及适当强度的光照采集电缆切片图像，求取当前电缆切片的尺寸，并将该尺寸与多组独立光源和工业相机所对应的尺寸信息进行比较，确定最佳的那组独立光源和工业相机，并将电缆切片调整至该组独立光源和工业相机所对应的位置。作为进一步优选。对预采集的电缆切片图像进行处理，计算电缆切片面积和电缆切片质心。根据其面积值所在设定范围，载物台自动运行到适当视野大小的工业相机和独立光源组指定位置，根据质心坐标计算电缆切片放置位置偏差，调整载物台位置使电缆切片处于该视野中心处后重新采集电缆切片图像。本专利技术中，作为一种实施方案，步骤(1)中，将电缆切片调整至最佳的一组独立光源和工业相机所对应的位置后，基于当前的电缆切片图像，求取电缆切片图像的质心，并将该质心坐标与当前工业相机的视野中心之间的距离进行比较：若在设定距离范围内，说明此时电缆切片处于最佳的图像采集位置，则不进行微调；若超出设定距离范围，且大于最大设定阈值时，说明超出微调范围，属于异常状态，可以选择将当前电缆切片退回至初始放置位置进行重新放置或报警；若超出设定距离范围，且小于最大设定阈值时，说明当前电缆切片位置属于可微调的状态，此时可选择将当前电缆切片进行微调，使当前电缆切片处于该组独立光源和工业相机组视野的中心区域；然后重新获取电缆切片图像。该重新获取电缆切片图像可以作为步骤(1)最终获得的电缆切片图像进行后续操作。上述实施方案，可以是单独的实施方案，比如可以是针对设置单组工业相机和独立光源组的技术方案，或者也可以是针对那种测试前电缆切片面积或者尺寸已知的场合。作为一种实施方案，步骤(1)中，基于当前的电缆切片图像，求取电缆切片图像的质心，并将该质心坐标与当前工业相机的视野中心之间的距离进行比较：如超出设定距离范围，且小于最大设定阈值时，说明当前电缆切片位置属于可微调的状态，此时可选择将当前电缆切片进行微调，使当前电缆切片处于该组独立光源和工业相机组视野的中心区域；然后重新获取电缆切片图像。该重新获取电缆切片图像可以作为步骤(1)最终获得的电缆切片图像进行后续操作。本专利技术中，所述“求取当前电缆切片的尺寸”可以是电缆切片的最大宽度值、最大高度值或者面积等中的一种或两种或者三种。作为优选，可以将求得的当前电缆切片的面积作为当前电缆切片的尺寸进行比较。本专利技术中，作为一种实施方案，求取当前电缆切片的尺寸的方法包括：对当前的电缆切片图像的进行预处理；提取预处理后的电缆切片图像的连通域；计算提取的各个连通域的最大高度值、最大宽度值；将得到的各个连通域的最大高度值、最大宽度值与设定的高度阈值和宽度阈值进行比较，符合要求的连通域为目标连通域，并求取目标连通域的质心；所述目标连通域的最大高度值或者/和最大宽度值或者/和目标连通域面积作为当前电缆切片的尺寸。上述“预处理”包括但不限于灰度处理和/或二值化处理。作为优选，所述“预处理”包括灰度处理，以及对于灰度处理后的图像进行二值化处理。提取二值化处理后的电缆切片图像的连通域。通过上述技术方案，可以剔除那些非电缆切片对应的轮廓信息。在步骤(1)中，主要用于电缆切片位置的调整，以便于后续得到的电缆切片图像的精度，所涉及到的轮廓，可以是单独某一层的轮廓信息也可以是各个层轮廓信息。比如可以是导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层以及半导体屏蔽层等中的某一层，也可以是其中的某几层。可根据电缆的实际结构，并参考检测效率和检测精度进行确定。本专利技术中，作为一种实施方案，步骤(2)中，对所述电缆切片图像进行图像灰度化，然后对灰度图像进行二值化处理，图像二值化预处理，从二值化图像中提取各个连通域，根据各个连通域的大小，筛选目标连通域，得到电缆切片的各层对应的连通域和层轮廓，进而得到层轮廓对应的质心。本专利技术中，作为一种实施方案，步骤(3)中基于提取得到的层轮廓选定各层测量点的方法如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动电缆各层参数智能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取初始状态下电缆切片的电缆切片图像，基于当前的电缆切片图像，调整电缆切片相对于图像采集单元的位置，重新获取电缆切片图像；(2)对步骤(1)最终获得的电缆切片图像进行预处理，提取预处理后的电缆切片图像的各层的层轮廓和质心；(3)基于提取得到的各层的层轮廓和质心选定各层测量点；(4)计算电缆各层的相关参数。

【技术特征摘要】
1.一种全自动电缆各层参数智能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取初始状态下电缆切片的电缆切片图像，基于当前的电缆切片图像，调整电缆切片相对于图像采集单元的位置，重新获取电缆切片图像；(2)对步骤(1)最终获得的电缆切片图像进行预处理，提取预处理后的电缆切片图像的各层的层轮廓和质心；(3)基于提取得到的各层的层轮廓和质心选定各层测量点；(4)计算电缆各层的相关参数。2.根据权利要求1所述的全自动电缆各层参数智能检测方法，其特征在于，步骤(1)中，所述图像采集单元包括多组独立光源和工业相机，每组独立光源和工业相机对应不同尺寸的电缆切片的检测；基于所述当前的电缆切片图像，求取当前电缆切片的尺寸，并将该尺寸与多组独立光源和工业相机所对应的尺寸信息进行比较，确定最佳的一组独立光源和工业相机，并将电缆切片调整至该组独立光源和工业相机所对应的位置；重新获取电缆切片图像。3.根据权利要求2所述的全自动电缆各层参数智能检测方法，其特征在于，步骤(1)中，将电缆切片调整至该组独立光源和工业相机所对应的位置后，基于重新获取的电缆切片图像，求取电缆切片图像的质心，并将该质心坐标与当前工业相机的视野中心之间的距离进行比较：若在设定距离范围内，则不进行微调；若超出设定距离范围，且大于最大设定阈值时，将当前电缆切片退回至初始放置位置进行重新放置或报警；若超出设定距离范围，且小于等于最大设定阈值时，则将当前电缆切片进行微调，使当前电缆切片处于该组独立光源和工业相机组视野的中心区域；重新获取电缆切片图像。4.根据权利要求1所述的全自动电缆各层参数智能检测方法，其特征在于，步骤(1)中，基于当前的电缆切片图像，求取电缆切片图像的质心，并将该质心坐标与当前工业相机的视野中心之间的距离进行比较：若在设定距离范围内，则不进行微调；若超出设定距离范围，且大于最大设定阈值时，将当前电缆切片退回至初始放置位置进行重新放置或报警；若超出设定距离范围，且小于等于最大设定阈值时，则将当前电缆切片进行微调，使当前电缆切片处于该组独立光源和工业相机组视野的中心区域；重新获取电缆切片图像。5.根据权利要求2所述的全自动电缆各层参数智能检测方法，其特征在于，求取当前电缆切片的尺寸的方法包括：对当前的电缆切片图像的进行预处理；提取预处理后的电缆切片图像的连通域；计算提取的各个连通域的最大高度值、最大宽度值；将得到的各个连通域的最大高度值、最大宽度值与设定的高度阈值和宽度阈值进行比较，符合要求的连通域为目标连通域，并求取目标连通域的质心；所述目标连通域的最大高度值或...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯北平，董霏，吴颖东，刘宇，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33