基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统及方法，属于汽车零件产品视觉检测技术领域。本发明专利技术包括图像采集模块、图像处理模块、计算模块和尺寸测量模块；所述图像采集模块用于将图像采集角度和采集光线调整符合标准后，对待测汽车零件图像进行采集，并将采集的汽车零件图像传输至图像处理模块；所述图像处理模块用于对图像采集模块传输的采集图像进行接收，并对采集图像进行灰度化、去噪和修复处理，并将处理后的图像传输至计算模块；所述计算模块用于对图像处理模块传输的图像进行接收，并将图像垂直映射在坐标系中，图像修复效果好，避免在对汽车零件尺寸进行检测时存在误差，进一步降低了汽车零件产品流通的回收率。收率。收率。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及汽车零件产品视觉检测
，具体为基于机器视觉的汽车零件尺寸检测 系统及方法。

技术介绍

[0002]汽车零件是构成汽车整体的各个单元及服务于汽车的一种产品，汽车零件适用范围窄， 一般适用于某种固定车型，因此在对汽车零件进行加工时对其尺寸要求更加严格。
[0003]现有的汽车零件尺寸检测系统在对汽车零件进行视觉检测时，对机器采集图像的修复效 果较差，使得修复后的图像与标准图像存在差异，导致在对汽车零件尺寸进行检测时存在误 差，提高了汽车零件产品流通的回收率，以及现有的汽车零件尺寸检测系统在对汽车零件尺 寸进行检测时，无法对待测汽车零件和标准汽车零件之间的误差进行计算，当检测出尺寸不 符合标准时直接将其重做，进一步增加了生产成本，以及现有的汽车零件尺寸检测系统在对 汽车零件尺寸进行检测时通常对汽车零件上每个点的位置都进行一遍检测，检测内容过多， 且运算量大，进而降低了汽车零件尺寸检测系统的工作效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统及方法，以解决上述背景 技术中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括图像采集模块、图像处理模块、 计算模块和尺寸测量模块；
[0006]所述图像采集模块用于将图像采集角度和采集光线调整符合标准后，对待测汽车零件图 像进行采集，并将采集的汽车零件图像传输至图像处理模块；
[0007]所述图像处理模块用于对图像采集模块传输的采集图像进行接收，并对采集图像进行灰 度化、去噪和修复处理，并将处理后的图像传输至计算模块；
[0008]所述计算模块用于对图像处理模块传输的图像进行接收，并将图像垂直映射在坐标系 中，根据待测汽车零件结构类型选取坐标系中的三点坐标构建方程模型，基于方程模型对待 测汽车零件与标准汽车零件之间的误差进行分析，并将误差分析结果和方程模型传输至尺寸 测量模块；
[0009]所述尺寸测量模块对计算模块传输的内容进行接收，并根据方程模型和待测汽车零件结 构类型对待测汽车零件的尺寸进行计算。
[0010]进一步的，所述图像采集模块包括采集角度调整单元、采集光线调整单元和图像采集单 元；
[0011]所述采集角度调整单元对CMOS摄像头与待测汽车零件之间的角度进行调整，使CMOS摄 像头中心线与待测汽车零件的中心线处于同一垂线上，若两者中心线处于同一垂线上，则将 角度调整信息传输至采集光线调整单元，否则重新对CMOS摄像头与待测汽车零件之间的角 度进行调整，保证CMOS摄像头中心线与待测汽车零件的中心线处于同一垂线
上，用于避免 CMOS摄像头对待测汽车零件进行图像采集时，由于角度偏差导致测量的尺寸与实际值不符， 需对图像校正处理后才能得到准确值，延长了测量时间，以及降低了尺寸测量精度；
[0012]所述采集光线调整单元对采集角度调整单元传输的角度调整信息进行接收，并根据接收 信息对照射在待测汽车零件上的光源角度、亮度和发散范围进行调整，并将调整结果传输至 图像采集单元，当光源角度、亮度和发散范围调整不当时，CMOS摄像头采集的图像将出现大 量残缺影像，增加了后续图像修复时间，以及降低图像采集精度；
[0013]所述图像采集单元对采集光线调整单元传输的调整结果进行接收，并根据调整结果对 CMOS摄像头的工作状态进行控制，将CMOS摄像头工作时采集的待测汽车零件图像传输至图 像处理模块。
[0014]进一步的，所述图像处理模块包括图像灰度化处理单元、图像去噪处理单元和图像修复 单元；
[0015]所述图像灰度化处理单元对图像采集单元采集的待测汽车零件图像进行接收，并对接收 图像进行图像灰度化处理，将处理后的图像传输至图像去噪处理单元；
[0016]所述图像去噪处理单元对图像灰度化处理单元传输的处理图像进行接收，并通过高斯滤 波法对图像进行去噪处理，并将去噪处理后的图像传输至图像修复单元；
[0017]所述图像修复单元对图像去噪处理单元传输的图像进行接收，并根据标准汽车零件图像 对接收图像进行修复，将修复后的图像传输至计算模块。
[0018]进一步的，所述图像修复单元修复图像的具体方法为：
[0019](1)基于汽车零件标准图像对经去噪处理后图像中的特征位置和边界位置的缺陷像素 进行提取，若无缺陷存在，则无需进行下列操作，否则按照步骤顺序操作，汽车零件尺寸测 量主要对边界位置上点与点之间的距离进行测量，以及特征位置上点与点之间的距离进行测 量，以保证制造的汽车零件符合生产需求，因此对汽车零件其它位置的缺陷无需进行考虑；
[0020](2)基于标准待测汽车零件图像中特征位置或边界位置像素的平均值对(1)中的缺陷 像素进行填充，使用像素平均值对缺陷像素进行填充，有利于对图像曝光位置进行填充，使 采集图像初步成型；
[0021](3)对标准汽车零件图像上所有像素值和待测汽车零件图像上所有像素值进行采集， 分别放入两个数据集中，基于标准汽车零件数据集构建回归方程，若待测汽车零件数据集中 存在包含空值的对象，则将待测汽车零件数据集中已知数值带入回归方程估计预测值，并以 预测值进行填充，构建回归方程用于对待测汽车零件图像上处于像素平均值附近的缺陷像素 进行填充，保证填充后的待测汽车零件图像无缺陷影像存在，有利于对待测汽车零件尺寸的 测量。
[0022]进一步的，所述计算模块包括坐标系构建单元、坐标点采集单元、方程模型构建单元和 误差分析单元；
[0023]所述坐标系构建单元对图像处理模块传输的处理后的汽车零件图像进行接收，若汽车零 件为对称结构，则以接收图像的中心点为原点构建坐标系，若汽车零件为不规则结构，则以 接收的图像上任意一点为原点构建坐标系，并将构建的坐标系和待测汽车零件图像垂直映射 到坐标系上的坐标传输至坐标点采集单元；
[0024]所述坐标点采集单元对坐标系构建单元传输的坐标系和待测汽车零件图像垂直映射到 坐标系上的坐标进行接收，并根据坐标绝对值大小判断汽车零件是否满足对称，若满足对称， 则选取坐标轴上任意三点坐标，若不满足对称，则选取坐标系中表示汽车零件特征位置的三 点坐标，且该三点坐标位于一条直线上，并将选取的三点坐标传输至方程模型构建单元；
[0025]所述方程模型构建单元对坐标点采集单元采集的三点坐标进行接收，并根据三点坐标构 建方程模型，将构建的方程模型与标准方程模型进行对比，若两者方程模型相同，则判断该 汽车零件尺寸符合标准，并将构建的方程模型传输至尺寸测量模块，若两者方程模型不相同， 则判断该汽车零件尺寸不符合标准，并将表示该汽车零件的方程模型和标准方程模型传输至 误差分析单元；
[0026]所述误差分析单元对方程模型构建单元传输的汽车零件方程模型和标准方程模型进行 接收，并根据接收内容对汽车零件与标准零件之间的误差进行分析，并根据误差分析结果判 断对该汽车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统，其特征在于：包括图像采集模块(S1)、图像处理模块(S2)、计算模块(S3)和尺寸测量模块(S4)；所述图像采集模块(S1)用于将图像采集角度和采集光线调整符合标准后，对待测汽车零件图像进行采集，并将采集的汽车零件图像传输至图像处理模块(S2)；所述图像处理模块(S2)用于对图像采集模块(S1)传输的采集图像进行接收，并对采集图像进行灰度化、去噪和修复处理，并将处理后的图像传输至计算模块(S3)；所述计算模块(S3)用于对图像处理模块(S2)传输的图像进行接收，并将图像垂直映射在坐标系中，根据待测汽车零件结构类型选取坐标系中的三点坐标构建方程模型，基于方程模型对待测汽车零件与标准汽车零件之间的误差进行分析，并将误差分析结果和方程模型传输至尺寸测量模块(S4)；所述尺寸测量模块(S4)对计算模块(S3)传输的内容进行接收，并根据方程模型和待测汽车零件结构类型对待测汽车零件的尺寸进行计算。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统，其特征在于：所述图像采集模块(S1)包括采集角度调整单元(S11)、采集光线调整单元(S12)和图像采集单元(S13)；所述采集角度调整单元(S11)对CMOS摄像头与待测汽车零件之间的角度进行调整，使CMOS摄像头中心线与待测汽车零件的中心线处于同一垂线上，若两者中心线处于同一垂线上，则将角度调整信息传输至采集光线调整单元(S12)，否则重新对CMOS摄像头与待测汽车零件之间的角度进行调整；所述采集光线调整单元(S12)对采集角度调整单元(S11)传输的角度调整信息进行接收，并根据接收信息对照射在待测汽车零件上的光源角度、亮度和发散范围进行调整，并将调整结果传输至图像采集单元(S13)；所述图像采集单元(S13)对采集光线调整单元(S12)传输的调整结果进行接收，并根据调整结果对CMOS摄像头的工作状态进行控制，将CMOS摄像头工作时采集的待测汽车零件图像传输至图像处理模块(S2)。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统，其特征在于：所述图像处理模块(S2)包括图像灰度化处理单元(S21)、图像去噪处理单元(S22)和图像修复单元(S23)；所述图像灰度化处理单元(S21)对图像采集单元(S13)采集的待测汽车零件图像进行接收，并对接收图像进行图像灰度化处理，将处理后的图像传输至图像去噪处理单元(S22)；所述图像去噪处理单元(S22)对图像灰度化处理单元(S21)传输的处理图像进行接收，并通过高斯滤波法对图像进行去噪处理，并将去噪处理后的图像传输至图像修复单元(S23)；所述图像修复单元(S23)对图像去噪处理单元(S22)传输的图像进行接收，并根据标准汽车零件图像对接收图像进行修复，将修复后的图像传输至计算模块(S3)。4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的汽车零件尺寸检测系统，其特征在于：所述计算模块(S3)包括坐标系构建单元(S31)、坐标点采集单元(S32)、方程模型构建单元(S33)和误差分析单元(S34)；
所述坐标系构建单元(S31)对图像处理模块(S2)传输的处理后的汽车零件图像进行接收，若汽车零件为对称结构，则以接收图像的中心点为原点构建坐标系，若汽车零件为不规则结构，则以接收的图像上任意一点为原点构建坐标系，并将构建的坐标系和待测汽车零件图像垂直映射到坐标系上的坐标传输至坐标点采集单元(S32)；所述坐标点采集单元(S32)对坐标系构建单元(S31)传输的坐标系和待测汽车零件图像垂直映射到坐标系上的坐标进行接收，并根据坐标绝对值大小判断汽车零件是否满足对称，若满足对称，则选取坐标轴上任意三点坐标，若不满足对称，则选取坐标系中表示汽车零件特征位置的三点坐标，且该三点坐标位于一条直线上，并将选取的三点坐标传输至方程模型构建单元(S33)；所述方程模型构建单元(S33)对坐标点采集单元(S32)采集的三点坐标进行接收，并根据三点坐标构建方程模型，将构建的方程模型与标准方程模型进行对比，若两者方程模型相同，则判断该汽车零件尺寸符合标准，并将构建的方程模型传输至尺寸测量模块(S4)，若两者方程模型不相同，则判断该汽车零件尺寸不符合标准，并将表示该汽车零件的方程模型和标准方程模型传输至误差分析单元(S34)；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英明，孙畅，刘治满，刘旭东，李洋，李楠，
申请(专利权)人：长春汽车工业高等专科学校，
类型：发明
国别省市：