基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，涉及机器视觉技术领域，采用四个相机，相机固定装置采用的是移动式的，可以根据界面输入黑晶面板的型号进行调整1号相机、3号相机的位置使之一直处于黑晶面板左上角和右下角的正上方，从而消除了黑晶面板倒边不均匀，厚度不一致造成的误差。本发明专利技术提供基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量方法在处理图片过程中，为得到最精确的数值，使用霍夫直线检测之后再进行最小二乘法绘制直线和圆，为解决黑晶面板进入流水线放置不正的问题，进行了矫正，从而得到了精确的数值，极大程度上减小了误差。

Intelligent Measuring Device and Method for Mechanical Parameters of Black Crystal Panel Based on Machine Vision

The invention provides an intelligent measuring device for mechanical parameters of black crystal panel based on machine vision, which relates to the technical field of machine vision. Four cameras are used, and the fixed device of the camera is mobile. The position of No. 1 camera and No. 3 camera can be adjusted according to the type of black crystal panel input from the interface so that they are always in the upper left and lower right corner of the black crystal panel, thereby eliminating the problem. The errors caused by the uneven inverted edge and thickness of the black crystal panel are discussed. The invention provides an intelligent measurement method of mechanical parameters of black crystal panel based on machine vision. In order to obtain the most accurate numerical value in the process of processing pictures, the least square method is used to draw straight lines and circles after Hough line detection. In order to solve the problem of incorrect placement of black crystal panel into the pipeline, the method is corrected, thereby obtaining accurate numerical value and greatly reducing errors. Poor.

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置及方法
本专利技术属于机器视觉
，主要用于工业自动化检测，具体涉及一种精确测量黑晶面板机械参数(长、宽、倒角、对角线)的机器视觉智能测量装置及方法。
技术介绍
如今国内制造业水平逐渐提高和市场竞争不断加剧，企业和客户对产品的质量越来越重视，对产品100％检测会逐渐取代抽样检测以满足对产品质量的管控，中国生活水平日益增长使得人们更多的去享受生活，电磁炉、壁炉、抽油烟机等不仅使人们的生活更加方便而且不会危害环境，因此得到了广泛的应用。在电磁炉、抽油烟机、壁炉等表面的黑色的玻璃就是所谓的黑晶面板。制造这些家用电器离不开黑晶面板，制造黑晶面板在考虑安全性的同时，规范性和美观性也很重要。黑晶面板的种类很多，不同的客户对黑晶面板的机械参数要求不同。黑晶面板目前的检测方法不能全部检测，只能采用抽样检测的方法，而且使用人工测量，每次测量的结果不精准，而且效率很低。(一)解决的技术问题针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置及方法；能实现多种规格黑晶面板的机械参数的非接触式精确测量，测量精度可达0.01mm，测量面板的规格从100*100到400*600(单位：mm)；采用非接触式视觉测量技术，实现了在流水线上动态测量黑晶面板的机械参数，可以在传送带速度达到1m/s时实现对黑晶面板的精确测量，测量时间很短，测量一个黑晶面板只需要2s，甚至更短，充分节省了人力；可以实现100％检测，具有误差小、耗时短的优点。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，包括相机固定装置、图像采集装置、图像测量装置、面板传送平台；所述图像采集装置安装于所述面板传送平台上方并通过相机固定装置固定；所述图像测量装置与图像采集装置相连，用于接收到所述图像采集装置传送来的图像，在工控机上进行处理，最终将是否合格的信号传给报警器，不合格则报警。进一步地，面板传送平台包括底架、传送带、液晶显示器、显示器固定架、电气箱、地脚、地脚轮；所述传送带位于底架6的上方，所述地脚和地脚轮配套存在，共六套位于底架的下方起到支撑作用，所述电气箱位于底架的内部，所述显示器固定架固定在传送带上方的型材架上，固定液晶显示器。进一步地，所述相机固定装置包括型材架、L型支架、相机连接件、滑轨、滑块；型材架固定在传送带的左右两边，L型支架固定在型材架上，滑轨和滑块为一套，固定在L型支架的两臂上，滑块的上方安装有相机连接件，有工业相机通过相机连接件固定在滑块上。进一步地，所述图像采集装置包括三个890万工业相机和一个230万工业相机，4个光源、光源固定架；四个相机其中1号890万工业相机固定在传送带前进方向的右侧的L型支架的一臂上，另外三个相机固定在L型支架的另一臂上，其中4号230万工业相机位于2号890万工业相机和3号890万工业相机中间，用于识别板子的到来与离开；四个光源通过光源固定架固定在型材架四周。进一步地，所述工业相机包括相机电源插口、网线插口、相机本体、镜头曝光、镜头、镜头焦距；相机电源插口、网线插口分别设置在相机本体的上部，相机本体的下部依次安装有镜头曝光、镜头、镜头焦距。进一步地，所述传送带包括主动轮、皮带、从动轮，主动轮、从动轮安装在传送带的两端，主动轮、从动轮之间通过皮带进行连接。基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量方法，包括以下步骤：S1、拍摄需要的图片；通过在操作界面输入的机械参数，调整1号和3号相机到合适的位置，保证相机对黑晶面板的四个角是垂直拍摄，黑晶面板沿传送带方向运动，4号相机识别到黑晶面板的上底边进入视野范围约600像素之后开始触发1，2，3号相机开始拍照，等到黑晶面板的下底边还有600像素离开视野时再次触发拍照，然后对图片进行处理；S2、对拍摄到的图片进行处理；S2.1、进行行高斯滤波；二维高斯函数是：其中x的平方和y的平方分别表示的是邻域内其他像素与邻域内中心像素的距离，σ代表的是标准差，产生一个5*5的高斯滤波器模板，以模板的中心位置为坐标原点进行取样；确定模板在各个位置的坐标，带入到高斯函数中，得到的值就是模板的系数；对于窗口模板大小为(2k+1)*(2k+1)，模板中各个元素值的计算公式如下：归一化得到的系数是：也就是模板系数和的倒数；S2.2、对图像进行二值化，然后对二值化后的图像进行霍夫直线检测；利用点与线的对偶性，在直线检测任务中，即图像空间中的直线与极坐标空间中的点是一一对应的，极坐标空间中的直线与图像空间中的点也是一一对应的；图像空间中的每条直线在极坐标空间中都对应着单独一个点来表示；图像空间中的直线上任何一部分线段在极坐标空间对应的是同一个点，把在图像空间中的直线检测问题转换到极坐标空间中对点的检测问题，通过在极坐标空间里寻找峰值来完成直线检测任务；S2.3、用最小二乘法进行精确拟合直线；将霍夫直线检测到的直线画到另一张图上，对该图进行遍历，不考虑重合的直线，最终得到两条直线，重合直线就是指在同一方向上两直线的ρ之差小于40像素或者两直线的θ之差小于0.5度即认为两直线重合；S2.4、求两直线交点、夹角，限定圆角区域并用最小二乘法拟合圆角；根据上一步骤得到的两条直线方程计算出两直线的交点和夹角，两直线方程分别为y＝k*x+b1和y＝l*x+b2，则两直线的交点坐标为得到两直线的夹角θ满足：得到交点坐标和夹角的大小，求得黑晶面板的长、宽以及对角线；根据交点的坐标来限制拟合圆角的范围，在交点以内的范围进行拟合，超出的边缘点则舍弃；S3、计算黑晶面板的尺寸：S3.1、计算黑晶面板的上底边和右侧边的长度：在相机进行第一次触发拍照时1号相机拍摄黑晶面板的左上角，2号相机拍摄黑晶面板的右上角，3号相机拍摄黑晶面板的右下角，由1号和2号拍摄的图像得到的两直线的交点计算出黑晶面板上底边的长度，计算公式为ω1＝(x1+x2)*ξ+L12；其中，ω1是上底边的长度，x1是1号相机拍摄图像拟合直线的交点坐标的横坐标，x2是2号相机拍摄图像拟合直线的交点坐标的横坐标，ξ是比例，L12是1号和2号相机标定；由2号和3号拍摄的图像得到的两直线的交点计算出黑晶面板右侧边的长度，计算公式为l1＝(y2+x3)*ξ+L23；其中l1是右侧边的长度，y2是2号相机拍摄图像拟合直线的交点坐标的纵坐标，x3是3号相机拍摄图像拟合直线的交点坐标的横坐标，ξ是比例，L23是2号和3号相机标定；在相机进行第二次触发拍照时1号相机拍摄黑晶面板的左下角，2号相机拍摄黑晶面板的右下角，计算出下底边的长度；S3.2、计算黑晶面板对角线的长度：已知黑晶面板的三条边，和每个角拟合出直线的夹角，计算出对角线的长度，根据第一次拍摄时黑晶面板右上角拟合出来的两直线的夹角为α，则以上底边和右侧边组成的三角形的斜边就是对角线满足其中l1是右侧边的长度，ω1是上底边的长度，DR是对角线长度；另一条对角线长度由右侧边和下底边求出来，计算公式为其中l1是右侧边的长度，ω2是下底边的长度，DL是对角线长度，β是黑晶面板右下角拟合出直线的夹角；S3.3、计算黑晶面板的左侧边长度：根据两条已知对角线，求出两次黑晶面板左侧边长度，再求平均值即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于，包括相机固定装置、图像采集装置、图像测量装置、面板传送平台；所述图像采集装置安装于所述面板传送平台上方并通过相机固定装置固定；所述图像测量装置与图像采集装置相连，用于接收到所述图像采集装置传送来的图像，在工控机上进行处理，最终将是否合格的信号传给报警器，不合格则报警。

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于，包括相机固定装置、图像采集装置、图像测量装置、面板传送平台；所述图像采集装置安装于所述面板传送平台上方并通过相机固定装置固定；所述图像测量装置与图像采集装置相连，用于接收到所述图像采集装置传送来的图像，在工控机上进行处理，最终将是否合格的信号传给报警器，不合格则报警。2.如权利要求1所述的基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于：面板传送平台包括底架、传送带、液晶显示器、显示器固定架、电气箱、地脚、地脚轮；所述传送带位于底架6的上方，所述地脚和地脚轮配套存在，共六套位于底架的下方起到支撑作用，所述电气箱位于底架的内部，所述显示器固定架固定在传送带上方的型材架上，固定液晶显示器。3.如权利要求2所述的基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于：所述相机固定装置包括型材架、L型支架、相机连接件、滑轨、滑块；型材架固定在传送带的左右两边，L型支架固定在型材架上，滑轨和滑块为一套，固定在L型支架的两臂上，滑块的上方安装有相机连接件，有工业相机通过相机连接件固定在滑块上。4.如权利要求3所述的基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于：所述图像采集装置包括三个890万工业相机和一个230万工业相机，四个光源、光源固定架；四个相机其中1号890万工业相机固定在传送带前进方向的右侧的L型支架的一臂上，另外三个相机固定在L型支架的另一臂上，其中4号230万工业相机位于2号890万工业相机和3号890万工业相机中间，用于识别板子的到来与离开；四个光源通过光源固定架固定在型材架四周。5.如权利要求4所述的基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于：所述工业相机包括相机电源插口、网线插口、相机本体、镜头曝光、镜头、镜头焦距；相机电源插口、网线插口分别设置在相机本体的上部，相机本体的下部依次安装有镜头曝光、镜头、镜头焦距。6.如权利要求2所述的基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量装置，其特征在于：所述传送带包括主动轮、皮带、从动轮，主动轮、从动轮安装在传送带的两端，主动轮、从动轮之间通过皮带进行连接。7.基于机器视觉的黑晶面板机械参数智能测量方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、拍摄需要的图片；通过在操作界面输入的机械参数，调整1号和3号相机到合适的位置，保证相机对黑晶面板的四个角是垂直拍摄，黑晶面板沿传送带方向运动，4号相机识别到黑晶面板的上底边进入视野范围约600像素之后开始触发1，2，3号相机开始拍照，等到黑晶面板的下底边还有600像素离开视野时再次触发拍照，然后对图片进行处理；S2、对拍摄到的图片进行处理；S2.1、进行高斯滤波；二维高斯函数是：其中x的平方和y的平方分别表示的是邻域内其他像素与邻域内中心像素的距离，σ代表的是标准差，产生一个5*5的高斯滤波器模板，以模板的中心位置为坐标原点进行取样；确定模板在各个位置的坐标，带入到高斯函数中，得到的值就是模板的系数；对于窗口模板大小为(2k+1)*(2k+1)，模板中各个元素值的计算公式如下：归一化得到的系数是：也就是模板系数和的倒数；S2.2、对图像进行二值化，然后对二值化后的图像进行霍夫直线检测；利用点与线的对偶性，在直线检测任务中，即图像空间中的直线与极坐标空间中的点是一一对应的，极坐标空间中的直线与图像空间中的点也是一一对应的；图像空间中的每条直线在极坐标空间中都对应着单独一个点来表示；图像空间中的直线上任何一部分线段在极坐标空间对应的是同一个点，把在图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，张忠伟，
申请(专利权)人：北京安视中电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11