一种KIT板的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KIT板的智能检测方法及装置，针对人工装配过程中可能出现的遗漏和疏忽，导致部件尺寸规格和数量错误，给机车检修人员带来额外的检查部件的工作量等问题，采用扫描测距模块对标准KIT板进行扫描测距，将扫描的距离点云数据映射为二维彩色图像，采用OpenCV图像处理算法，提取部件轮廓信息，并计算部件轮廓区域内面积、灰度、高度等特征数据，再对待检测的KIT板进行扫描，将两组特征数据进行对比，实现KIT板部件空位、部件尺寸错误等的快速智能检测。可及时发现错误，进行部件补齐或更换错误部件，避免了人工检查存在的疏漏和使用错误规格部件进行检修给机车行驶安全带来的隐患，不仅节省了大量的人力，还可以提高KIT板检测的准确性及检测效率。

An intelligent detection method and device of kit board

【技术实现步骤摘要】
一种KIT板的智能检测方法及装置
本专利技术属于智能检测的
，尤其涉及一种KIT板的智能检测方法及装置。
技术介绍
成套工艺装配板(以下简称KIT板)是一种专门设计在机车检修过程中用于放置存储机车各种型号零部件的装配框架。KIT板有多种型号，板上的部件规格尺寸大小不一。目前大部分情况是由人工进行装配，以便将指定规格的部件插入不同型号的KIT板。由于装配过程中可能出现的遗漏和疏忽，导致部件尺寸规格和数量错误，会给机车检修人员带来额外的检查部件的工作量，同时，也增加了使用错误规格部件进行检修的风险，给机车行驶安全带来隐患。虽然，申请号为CN201811541923.2的专利申请文件公开了一种成套工艺装配板的智能检测方法，包括如下步骤：采集待检测装配板的图像信息，基于所述图像信息识别待检测装配板的类型以及装配板上工件的位置区域；基于上步中的识别信息对所述位置区域进行精密激光测距，并查找与待检测装配板匹配的装配板标准模型；基于所述精密激光测距数据通过点云成像算法进行待检测装配板的三维成像，获取待检测装配板的精确三维成像模型，并进行工件定位；调用所述装配板标准模型与所述精确三维成像模型进行匹配，检测待检测装配板上所有工件的尺寸、形状及位置。实现了对工艺装配板的智能实时检测。但是，该专利申请文件提供的技术方案需建立三维成像模型，且采用的算法较为复杂，不易实现。最重要的是，该技术方案没有对待检测装配板上的空位进行检测，会出现缺少工件的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种KIT板的智能检测方法及装置，可实现快速检测，且建模流程简单，可提高检测的准确性和检测效率，可视化效果好。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种KIT板的智能检测方法，包括：对标准KIT板进行扫描测距，获得标准KIT板上各个点与扫描测距模块之间的距离；将测得的距离映射为二维彩色图像；采用openCV图像处理算法，提取二维彩色图像中部件的轮廓，得到部件的基础模板文件；根据基础模板文件中的轮廓，计算各部件的特征数据，保存为模板特征数据，得到扩展模板文件；所述特征数据包括灰度值、面积值及高度值；重复上述步骤，建立包括与所有待测KIT板型号相对应的标准KIT板的模板特征数据库；对待测KIT板进行检测，得到待测KIT板的特征数据，调用模板特征数据库中的模板特征数据，比较待测KIT板的特征数据与模板特征数据的大小，判断是否存在部件空位或部件尺寸错误。根据本专利技术一实施例，对标准KIT板进行扫描测距，具体包括：采用激光位移传感器对标准KIT板的上表面及下表面逐行进行扫描，获得标准KIT板上各个点到激光位移传感器的距离；根据标准KIT板上的最小部件的水平尺寸，确定扫描精度；扫描范围覆盖整个标准KIT板且超过标准KIT板的边缘。根据本专利技术一实施例，将测得的距离映射为二维彩色图像，具体包括：将测得的距离构成距离矩阵H，H表示为：H＝[hij]其中，h表示扫描标准KIT板表面得到的距离值，M表示沿标准KIT板长边方向依次扫描的点数，N表示沿KIT板短边方向依次扫描的行数，i＝0,1,2,…,M-1，j＝0,1,2,…,N-1；将距离矩阵H，根据每行扫描的点数M和扫描的行数N，映射为二维彩色图像，扫描的点数M映射为图像宽度，扫描的行数N映射为图像高度，映射关系用公式表示为：H＝[R，G，B]T·w其中，hij＝Rij·σr+Gij·σg+Bij·σb其中，σr，σg，σb分别为颜色分量R，G，B的转化系数，w为整体转化比例系数。根据本专利技术一实施例，建立部件的基础模板文件，具体包括：采用OpenCV图像处理算法，通过灰度化、二值化、膨胀处理后，进行部件的轮廓提取；取轮廓最大矩形区域作为部件框位置信息，建立部件框基础模板文件。根据本专利技术一实施例，为便于进行轮廓提取，将标准KIT板上表面或下表面的平面部分设为零平面，将扫描仪到零平面的距离设为基准距离值，将基准距离值减去扫描的距离值，得到校准后的距离值，将校准后的距离矩阵映射为二维彩色图像。根据本专利技术一实施例，建立扩展模板文件，具体包括：根据部件框基础模板文件中的部件框位置信息，计算灰度图中部件框轮廓区域内的面积值、灰度平均值；还原二维彩色图像中的距离值，距离值即为部件的高度值；结合部件框基础模板文件，将特征数据保存为扩展模板文件；所述特征数据包括各部件的面积值、灰度平均值及高度值。根据本专利技术一实施例，判断是否存在部件空位或部件尺寸错误，具体包括：分别判断待测KIT板中各部件的面积值与所述待测KIT板型号相对应的模板中相应部件的面积值之间的差值是否超过空位报警门限，若是，则进行部件空位报警；若否，则判断待测KIT板中各部件的高度值与所述待测KIT板型号相对应的模板中相应部件的高度值之间的差值是否超过纵向尺寸报警门限，若是，则进行部件尺寸错误报警；若否，则判断待测KIT板中各部件的面积值与所述待测KIT板型号相对应的模板中相应部件的面积值之间的差值是否超过横向尺寸报警门限，若是，则进行部件尺寸错误报警。一种KIT板的智能检测装置，包括：扫描测距模块，对标准KIT板进行扫描测距，获得标准KIT板上各个点与扫描仪之间的距离；图像映射模块，将测得的距离映射为二维彩色图像；基础模板建立模块，采用openCV图像处理算法，提取二维彩色图像中部件的轮廓，得到部件的基础模板文件；扩展模板建立模块，根据基础模板文件中的轮廓，计算各部件的特征数据，保存为模板特征数据，得到扩展模板文件；所述特征数据包括灰度值、面积值及高度值；模板特征数据库建立模块，建立包括与所有待测KIT板型号相对应的标准KIT板的模板特征数据库；检测报警模块，对待测KIT板进行检测，得到待测KIT板的特征数据，调用模板特征数据库中的模板特征数据，比较待测KIT板的特征数据与模板特征数据的大小，判断是否存在部件空位或部件尺寸错误。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：本专利技术一实施例中的KIT板的智能检测方法，针对人工装配过程中可能出现的遗漏和疏忽，导致部件尺寸规格和数量错误，给机车检修人员带来额外的检查部件的工作量等问题，采用扫描仪对标准KIT板进行扫描测距，将扫描的距离点云数据映射为二维彩色图像，采用OpenCV图像处理算法，提取部件轮廓信息，并计算部件轮廓区域内面积、灰度、高度等特征数据，再对待检测的KIT板进行扫描，将两组特征数据进行对比，实现KIT板部件空位、部件尺寸错误等的快速智能检测。可及时发现错误，进行改正，避免了后期的返工及维修工作。不仅节省了大量的人力，还可以提高KIT板检测的准确性及检测效率。附图说明图1为本专利技术一实施例中的KIT智能检测方法流程图；...

【技术保护点】
1.一种KIT板的智能检测方法，其特征在于，包括：/n对标准KIT板进行扫描测距，获得标准KIT板上各个点与扫描测距模块之间的距离；/n将测得的距离映射为二维彩色图像；/n采用openCV图像处理算法，提取二维彩色图像中部件的轮廓，得到部件的基础模板文件；/n根据基础模板文件中的轮廓，计算各部件的特征数据，保存为模板特征数据，得到扩展模板文件；所述特征数据包括灰度值、面积值及高度值；/n重复上述步骤，建立包括与所有待测KIT板型号相对应的标准KIT板的模板特征数据库；/n对待测KIT板进行扫描，得到待测KIT板的特征数据，调用模板特征数据库中的模板特征数据，比较待测KIT板的特征数据与模板特征数据的大小，判断是否存在部件空位或部件尺寸错误。/n

【技术特征摘要】
1.一种KIT板的智能检测方法，其特征在于，包括：
对标准KIT板进行扫描测距，获得标准KIT板上各个点与扫描测距模块之间的距离；
将测得的距离映射为二维彩色图像；
采用openCV图像处理算法，提取二维彩色图像中部件的轮廓，得到部件的基础模板文件；
根据基础模板文件中的轮廓，计算各部件的特征数据，保存为模板特征数据，得到扩展模板文件；所述特征数据包括灰度值、面积值及高度值；
重复上述步骤，建立包括与所有待测KIT板型号相对应的标准KIT板的模板特征数据库；
对待测KIT板进行扫描，得到待测KIT板的特征数据，调用模板特征数据库中的模板特征数据，比较待测KIT板的特征数据与模板特征数据的大小，判断是否存在部件空位或部件尺寸错误。


2.如权利要求1所述的KIT板的智能检测方法，其特征在于，对标准KIT板进行扫描测距，具体包括：
采用激光位移传感器对标准KIT板的上表面及下表面逐行进行扫描，获得标准KIT板上各个点到激光位移传感器的距离；
根据标准KIT板上的最小部件的水平尺寸，确定扫描精度；
扫描范围覆盖整个标准KIT板且超过标准KIT板的边缘。


3.如权利要求1所述的KIT板的智能检测方法，其特征在于，将测得的距离映射为二维彩色图像，具体包括：
将测得的距离构成距离矩阵H，H表示为：
H＝[hiu]
其中，h表示扫描标准KIT板表面得到的距离值，M表示沿标准KIT板长边方向依次扫描的点数，N表示沿KIT板短边方向依次扫描的行数，i＝0,1,2,…,M-1，j＝0,1,2,…,N-1；
将距离矩阵H，根据每行扫描的点数M和扫描的行数N，映射为二维彩色图像，扫描的点数M映射为图像宽度，扫描的行数N映射为图像高度，映射关系用公式表示为：
H＝[R，G，B]T·w
其中，hiu＝Riu·σr+Giu·σg+Biu·σb









其中，σr，σg，σb分别为颜色分量R，G，B的转化系数，w为整体转化比例系数。


4.如权利要求1所述的KIT板的智能检测方法，其特征在于，建立部件的基础模板文件，具体包括：
采用OpenCV图像处理算法，通过灰度化、二值化、膨胀处理后，进行部件的轮廓提取；
取轮廓最大矩形区域作为部件框位置信息，建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳梅，孙洋，顾亚平，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所东海研究站，
类型：发明
国别省市：上海;31