一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，包括：模块M1：利用Qt程序和OpenCv计算机视觉库，基于产品公端、母端结构特征间的几何尺寸关系进行数学建模，并建立线束特征模板；模块M2：用图像采集装置采集端子的图像信息；模块M3：将图像信息与产品公端、母端的数学模型和特征模板对比进行端子的合格检测。本发明专利技术解决了对汽车后摄像头延长线公端、母端缺陷检测的问题，基于合格产品公头、母头结构特征间的几何尺寸关系，对公端存在的针状簧片歪折、缺失和母端存在的中心簧片缺失、花瓣状簧片歪折情况分别进行进行数学建模和特征模板建立，实现了公端、母端的缺陷检测。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统
本专利技术涉及计算机视觉
，具体为一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统。
技术介绍
在汽车后摄像头延长线端子的生产过程中，由于可能出现的不当操作，两头的簧片会出现缺失，歪折等问题，导致线束接触不良，影响汽车生产进度和行驶安全。在非全自动化的线束生产工序中，线束成品多由工人通过显微摄像头在屏幕上观察端子是否存在缺陷。在全自动的流水线上，采用机械手臂加持线束端子，一个工位检测一种端子缺陷。在非全自动化的生产工序中，人工判断存在主观因素，并且不能对检测结果有效记录，工作效率低，产品误检率高。在全自动化生产工序中，机械臂的成本高，不适用于国内小型的汽车线束生产厂家。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，基于合格产品公端、母端图像，建立相似度对比模板，实现了自动识别公端和母端并进行检测，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，包括：模块M1：利用Qt程序和OpenCv计算机视觉库，基于产品公端、母端结构特征间的几何尺寸关系进行数学建模，并建立线束特征模板；模块M2：用图像采集装置采集端子的图像信息；模块M3：将图像信息与产品公端、母端的数学模型和特征模板对比进行端子的合格检测。优选的，所述模块M1包括：模块M1.1：利用OpenCv中鼠标回调函数，区域截取函数和图像保存函数，截取图像中公端区域保存为特征模板图像A，并利用OpenCV中写入数据到Xml文件的函数来保存特征模板图像A的四个顶点坐标在原图片的坐标；模块M1.2：利用OpenCV灰度处理、线性滤波、二值化/反二值化、轮廓提取、轮廓绘制函数以及掩膜操作函数，先提取公端整体轮廓，将轮廓外围涂白，再提取端子内部黑色区域，把黑色区域外部涂黑，最后图像A中除中心簧片的亮点区域为白色，其余都为黑色；模块M1.3：利用OpenCv中寻找轮廓函数计算出白色区域的质心坐标，并保存到Xml模板文件中；模块M1.4：利用OpenCv中鼠标回调函数，区域截取函数和图像保存函数，截取图像中母端区域保存为特征模板图像B，并利用OpenCV中写入数据到Xml文件的函数来保存特征模板图像B的四个顶点坐标在原图片的坐标；模块M1.5：利用OpenCV中的颜色提取、灰度处理、非线性滤波、二值化/反二值化、轮廓提取、轮廓绘制函数以及掩膜操作函数，先找到母端最外围轮廓的质心，以质心为圆心在克隆图像作一个指定直径的红色圆，将原图像上红色实心圆范围外的部分涂白，提取出母端内部带黑孔的黄色塑料圆特征，将除了中间黑孔其余部分全部变为白色，提取出中心黑孔的特征；模块M1.6：利用OpenCv中反二值化函数，将黑色变为白色，白色变为黑色，用轮廓提取函数计算出黑孔的面积，保存到Xml模板文件中；模块M1.7：将模块M1.5中的红色区域变为黑色，利用OpenCV灰度处理、形态学滤波、线性滤波以及二值化处理函数处理图片，并通过面积大小和形状比例过滤干扰特征，提取出六个花瓣的亮线特征，利用轮廓提取函数计算出每一个花瓣的质心坐标，并依次计算与母端最外围轮廓质心的坐标差，保存到Xml模板文件中。优选的，当公端中心簧片的质心在端子整体质心的中间区域时，判定为产品公端合格；当公端中心簧片的质心不存在时，判定为产品公端缺失；当公端中心簧片的质心偏移时，判定为为产品公端歪折。优选的，当母端中心簧片在图像上呈现两个月牙形时，判定为产品母端合格；当母端中心的簧片之间的区域在缺少单个中心簧片时面积变大，或者母端在缺少两个中心簧片时变成圆形，判定为产品母端缺失；合格母端的六个花瓣状簧片在同一圆周上，当任意一个簧片的质心到圆心的距离不在范围内，判定为产品母端歪折。优选的，在所述模块M2中，所述图像采集装置包括外壳、前盖板、后盖板、端子拔插模具、环形LED灯、LED灯支架、工业相机以及六角支柱，所述外壳为封闭式黑箱，所述前盖板设于所述外壳一侧，所述端子拔插模具通过螺栓固定设于所述前盖板外侧表面，所述后盖板设于所述外壳的另一侧，所述环形LED灯固定设于所述LED灯支架上，所述工业相机下方设有六角支柱，所述工业相机通过所述六角支柱安装在LED灯支架后方。优选的，端子拔插模具上设有公端插孔以及母端插孔，所述公端插孔和母端插孔的位置对称式分布。优选的，所述模块M3包括：模块M3.1：使用工业相机拍摄一帧照片，利用OpenCV中读取数据的函数读取模块M1中设置特征模板时的坐标，分别截取公端和母端区域，利用OpenCV中的直方图均衡化函数将截取的区域依次和公端的特征模板图像A和母端的特征模板图像B进行相似度对比，相似度在一定范围内则继续检测；模块M3.2：利用OpenCV中灰度转换、线型滤波和二值化函数，计算图像中最亮像素的面积，当面积在一定范围内则继续检测并进行特征提取；模块M3.3：读取保存在Xml模板文件中的数据信息，公端计算检测簧片坐标和特征模板A坐标的坐标差，根据实际比例转化为偏移量，在预先设定好的范围内则为合格；模块M3.4：母端计算检测中心簧片黑孔面积和模板面积的比例，并依次计算花瓣状簧片质心与母端最外围轮廓质心的坐标差，当面积比例和每一个坐标差都在预先设定好的范围内则为合格；模块M3.5：判断结束后将线束二维码信息、拍摄时间、端子图像信息、公端中心簧片偏移量、母端中心簧片的面积比、母端花瓣状簧片的偏移量以及合格信息全部保存到数据库中。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术解决了采集的端子图像特征不明显的问题，在端子检测位置一定距离安装环形有色光源，实现了突出待检测特征。(2)本专利技术解决了一个工位不能同时检测两个端子的问题，基于合格产品公端、母端图像，建立相似度对比模板，实现了自动识别公端和母端并进行检测。(3)本专利技术解决了对汽车后摄像头延长线公端、母端缺陷检测的问题，基于合格产品公头、母头结构特征间的几何尺寸关系，对公端存在的针状簧片歪折、缺失和母端存在的中心簧片缺失、花瓣状簧片歪折情况分别进行进行数学建模和特征模板建立，实现了公端、母端的缺陷检测。(4)本专利技术解决了非全自动化的线束生产中，不能将检测结果量化保存的问题，系统将图片和其通过算法得到的数据一并保存至数据库中，有助于企业生产管理。(5)本专利技术中系统采集图像不受外界环境光的干扰，且凸显了需要检测的特征，提高了检测成功率和检测速度。(6)本专利技术中整个系统占用的空间小，且一个工位一次能同时检测公端和母端，在提升自动化程度的同时，降低了小型企业的生产成本。(7)本专利技术对汽车后摄像头延长线公端、母端结构特征间的几何尺寸关系进行数学建模，并建立线束特征模板，在检测过程中将特征从图片中单独提取出来后进行处理，提升了判断的准确率。(8)本专利技术在检测结束后将线束的二维码信息，采集的图像信息，系统分析报告，检测结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，其特征在于，包括：/n模块M1：利用Qt程序和OpenCv计算机视觉库，基于产品公端、母端结构特征间的几何尺寸关系进行数学建模，并建立线束特征模板；/n模块M2：用图像采集装置采集端子的图像信息；/n模块M3：将图像信息与产品公端、母端的数学模型和特征模板对比进行端子的合格检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，其特征在于，包括：
模块M1：利用Qt程序和OpenCv计算机视觉库，基于产品公端、母端结构特征间的几何尺寸关系进行数学建模，并建立线束特征模板；
模块M2：用图像采集装置采集端子的图像信息；
模块M3：将图像信息与产品公端、母端的数学模型和特征模板对比进行端子的合格检测。


2.根据权利要求1所述的一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，其特征在于：所述模块M1包括：
模块M1.1：利用OpenCv中鼠标回调函数，区域截取函数和图像保存函数，截取图像中公端区域保存为特征模板图像A，并利用OpenCV中写入数据到Xml文件的函数来保存特征模板图像A的四个顶点坐标在原图片的坐标；
模块M1.2：利用OpenCV灰度处理、线性滤波、二值化/反二值化、轮廓提取、轮廓绘制函数以及掩膜操作函数，先提取公端整体轮廓，将轮廓外围涂白，再提取端子内部黑色区域，把黑色区域外部涂黑，最后图像A中除中心簧片的亮点区域为白色，其余都为黑色；
模块M1.3：利用OpenCv中寻找轮廓函数计算出白色区域的质心坐标，并保存到Xml模板文件中；
模块M1.4：利用OpenCv中鼠标回调函数，区域截取函数和图像保存函数，截取图像中母端区域保存为特征模板图像B，并利用OpenCV中写入数据到Xml文件的函数来保存特征模板图像B的四个顶点坐标在原图片的坐标；
模块M1.5：利用OpenCV中的颜色提取、灰度处理、非线性滤波、二值化/反二值化、轮廓提取、轮廓绘制函数以及掩膜操作函数，先找到母端最外围轮廓的质心，以质心为圆心在克隆图像作一个指定直径的红色圆，将原图像上红色实心圆范围外的部分涂白，提取出母端内部带黑孔的黄色塑料圆特征，将除了中间黑孔其余部分全部变为白色，提取出中心黑孔的特征；
模块M1.6：利用OpenCv中反二值化函数，将黑色变为白色，白色变为黑色，用轮廓提取函数计算出黑孔的面积，保存到Xml模板文件中；
模块M1.7：将模块M1.5中的红色区域变为黑色，利用OpenCV灰度处理、形态学滤波、线性滤波以及二值化处理函数处理图片，并通过面积大小和形状比例过滤干扰特征，提取出六个花瓣的亮线特征，利用轮廓提取函数计算出每一个花瓣的质心坐标，并依次计算与母端最外围轮廓质心的坐标差，保存到Xml模板文件中。


3.根据权利要求1所述的一种汽车后摄像头延长线端子图像检测系统，其特征在于：当公端中心簧片的质心在端子整体质心的中间区域时，判定为产品公端合格；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘苏苏，瞿畅，张啸天，张小萍，张平，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32