基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统与方法，属于瓷砖生产技术领域，包括密封装置、标准模块、协调模块、检测模块和服务器；密封装置为安装在生产流水线中的隔离暗箱体，所述密封装置内设有工业摄像机和多色光源，所述标准模块用于模拟标准瓷砖在密封装置中的采集图像，获得标准瓷砖图像；本发明专利技术实现对瓷砖的快速分拣、分类，减少了人工，避免了各种人为因素所造成的不确定性与的浪费，提升了生产效率，保证了产品质量的一致性和稳定性，为瓷砖生产流水线实现全自动化生产成为可能；通过设置再利用模块，实现对不符合原设计标准的瓷砖再利用，重新开设一个色号的瓷砖，避免资源的浪费，为生产厂家大幅提升经济利益。为生产厂家大幅提升经济利益。为生产厂家大幅提升经济利益。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统与方法


[0001]本专利技术属于瓷砖生产
，具体是基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统与方法。

技术介绍

[0002]在瓷砖生产过程中，由于其生产工序较多，生产流程长，影响产品质量的因素较多而复杂，其最主要的为产品经过高温烧成，此过程中经历复杂的物理化学变化而呈现的各种设计色彩，在这过程中，由于材料的稳定性、一致性原因，各工序工艺执行的准确性原因，窑炉烧成的稳定性原因等都会使瓷砖产品发生一些不可避免的色彩上的变化与差异；如果不把这些色彩差异进行分类，必然不能满足产品质量的一致性要求。因此，目前解决该问题的办法就是人工分选色号。
[0003]在瓷砖生产中，目前除了分级以外，其它前道工序生产自动化程度比较高，流水线上的生产运行速度都在25m/min及以上，产量大速度快，作为最后分色分级工序，目前是用人工来对成品瓷砖分选色号，生产工厂人员用工多，劳动强度大，效率低，并且因为是人工分选，受个体的视觉判断、人眼疲劳、人的生理、心境状况等因素的影响，造成瓷砖分色误差较大，最终成品一致性稳定性相对较差。

技术实现思路

[0004]为了解决上述方案存在的问题，本专利技术提供了基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统与方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统，包括密封装置、标准模块、协调模块、检测模块和服务器；
[0007]密封装置为安装在生产流水线中的隔离暗箱体，所述密封装置内设有工业摄像机和多色光源，所述标准模块用于模拟标准瓷砖在密封装置中的采集图像，获得标准瓷砖图像，协调模块用于根据接收到的色彩种类生成对应的多色光源控制信号；
[0008]所述检测模块用于对生产线中经过密封装置内的瓷砖进行检测，具体方法包括：
[0009]建立瓷砖色差库，获取瓷砖坐标图中具有的颜色种类，将瓷砖坐标图中具有的颜色种类标记为标准颜色，将标准颜色输入到瓷砖色差库中进行匹配，获得对应的差变颜色；将标准颜色和差变颜色发送到协调模块；
[0010]整合获取识别图像，获取标准瓷砖图像，标记识别图像和标准瓷砖图像中的分界线，将分界线包围的图像区域进行编号，且识别图像和标准瓷砖图像中对应的图像区域编号相同，计算标准瓷砖图像的图像区域与识别图像中同编号的图像区域的颜色相似度，建立标准瓷砖图像与识别图像的相似度集合，将建立的相似度集合输入到历史相似度集合中进行聚类，获得当前相似度集合对应的聚类，将当前的瓷砖打上对应的聚类标签，根据聚类标签进行瓷砖的分选。
[0011]进一步地，整合获取识别图像的方法包括：
[0012]实时获取密封装置内在不同光源颜色下瓷砖的图像，标记为检测图像，对检测图像进行分割，获得初步图像，设置图像模板，在图像模板和初步图像中建立瓷砖坐标系，将初步图像进行识别分割，获得若干个图像块；获取图像块的边界坐标，根据获取的边界坐标将图像块输入到图像模板中进行整合，将整合后的图像标记为识别图像。
[0013]进一步地，工业摄像机用于采集通过密封装置的瓷砖图像，多色光源为发出不同颜色的光源，当检测到有瓷砖进入密封装置时，多色光源根据接收到的多色光源控制信号开启不同颜色的光源。
[0014]进一步地，标准模块的工作方法包括：
[0015]获取瓷砖的表面色彩设计图，在表面色彩设计图上建立坐标系，将建立的坐标系标记为瓷砖坐标系，识别表面色彩设计图中具有的颜色种类，标记表面色彩设计图中不同颜色的分界线，识别标记的分界线在瓷砖坐标系中的坐标，形成边界坐标集，将当前的表面色彩设计图标记为瓷砖坐标图；将识别的颜色种类发送到协调模块，协调模块根据接收到的色彩种类生成对应的多色光源控制信号，并转化为对应的光源信息，将光源信息发送到标准模块；
[0016]接收光源信息，识别具有的光源颜色，对识别的光源颜色和瓷砖坐标图进行分析，获得不同光源颜色下的模拟图像，对模拟图像进行识别分割，获得模拟图像块，获得模拟图像块的边界坐标，获取图像模板，将模拟图像块根据对应的边界坐标整合到图像模板中，获得标准瓷砖图像。
[0017]进一步地，对识别的光源颜色和瓷砖坐标图进行分析的方法包括：
[0018]建立模拟空间，将瓷砖坐标图放置在模拟空间内，建立变色模型，根据识别的光源颜色逐一改变模拟空间内的光源颜色，每当模拟空间内的光源颜色改变后，变色模型根据当前的光源颜色将瓷砖坐标图中的颜色进行对应的改变，并输出对应的瓷砖坐标图改变颜色后的图像。
[0019]进一步地，协调模块的工作方法包括：
[0020]从互联网中获取不同颜色的物体在不同颜色光照下的显色信息，并建立光照显色表，根据光照显色表和瓷砖生产过程中具有的颜色建立光照匹配表，将接收到的色彩输入到光照匹配表中进行匹配，获得对应的光源颜色，并根据光源颜色生成对应的多色光源控制信号，将生成的多色光源控制信号发送给多色光源。
[0021]进一步地，初步图像的尺寸与标准瓷砖图像的尺寸相同。
[0022]进一步地，建立瓷砖色差库的方法包括：
[0023]获取历史瓷砖生产数据，根据获取的历史瓷砖生产数据统计对应的设计色彩具有的差变颜色，将设计色彩和对应的差变颜色进行匹配，建立初级数据库，将设计色彩和对应的差变颜色输入到初级数据库中，将当前的初级数据库标记为瓷砖色差库。
[0024]还包括再利用模块，所述再利用模块用于对检测模块中的非标准聚类标签对应的瓷砖进行再利用，具体方法包括：
[0025]获取非标准聚类标签对应的瓷砖识别图像，整合为素材库，建立卷积网络模型，通过卷积网络模型对素材库进行处理，获得对应非标准聚类标签对应的标准图像，并标记为新品瓷砖标准图像。
[0026]基于机器视觉的瓷砖色差在线检测方法，具体步骤包括：
[0027]步骤一：在生产流水线中设置密封装置，并在密封装置内设置工业摄像机和多色光源；
[0028]步骤二：模拟标准瓷砖在密封装置中的采集图像，并生成多色光源控制信号；
[0029]步骤三：当检测到有瓷砖进入密封装置时，多色光源根据多色光源控制信号开启不同颜色的光源；
[0030]步骤四：对经过密封装置内的瓷砖进行检测，整合获取识别图像，并建立标准瓷砖图像与识别图像的相似度集合，将建立的相似度集合输入到历史相似度集合中进行聚类；获得当前相似度集合对应的聚类，将当前的瓷砖打上对应的聚类标签，根据聚类标签进行瓷砖的分选。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过在密封装置内根据瓷砖的表面色彩设计图开启不同颜色的光源，实现对采集图像更加快速和精准的分析，再通过建立标准瓷砖图像与识别图像的相似度集合，进行聚类，实现对瓷砖的快速分拣、分类，减少了人工，避免了各种人为因素所造成的不确定性与资源浪费，提升了生产效率，保证了产品质量的一致性和稳定性，使瓷砖生产流水线实现全自动化生产成为可能；通过设置再利用模块，实现对不符合原设计标准的瓷砖再利用，重新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统，其特征在于，包括密封装置、标准模块、协调模块、检测模块和服务器；密封装置为安装在生产流水线中的隔离暗箱体，所述密封装置内设有工业摄像机和多色光源，所述标准模块用于模拟标准瓷砖在密封装置中的采集图像，获得标准瓷砖图像，协调模块用于根据接收到的色彩种类生成对应的多色光源控制信号；所述检测模块用于对生产线中经过密封装置内的瓷砖进行检测，具体方法包括：建立瓷砖色差库，获取瓷砖坐标图中具有的颜色种类，将瓷砖坐标图中具有的颜色种类标记为标准颜色，将标准颜色输入到瓷砖色差库中进行匹配，获得对应的差变颜色；将标准颜色和差变颜色发送到协调模块；整合获取识别图像，获取标准瓷砖图像，标记识别图像和标准瓷砖图像中的分界线，将分界线包围的图像区域进行编号，且识别图像和标准瓷砖图像中对应的图像区域编号相同，计算标准瓷砖图像的图像区域与识别图像中同编号的图像区域的颜色相似度，建立标准瓷砖图像与识别图像的相似度集合，将建立的相似度集合输入到历史相似度集合中进行聚类，获得当前相似度集合对应的聚类，将当前的瓷砖打上对应的聚类标签，根据聚类标签进行瓷砖的分选。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统，其特征在于，整合获取识别图像的方法包括：实时获取密封装置内在不同光源颜色下瓷砖的图像，标记为检测图像，对检测图像进行分割，获得初步图像，设置图像模板，在图像模板和初步图像中建立瓷砖坐标系，将初步图像进行识别分割，获得若干个图像块；获取图像块的边界坐标，根据获取的边界坐标将图像块输入到图像模板中进行整合，将整合后的图像标记为识别图像。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统，其特征在于，工业摄像机用于采集通过密封装置的瓷砖图像，多色光源为发出不同颜色的光源，当检测到有瓷砖进入密封装置时，多色光源根据接收到的多色光源控制信号开启不同颜色的光源。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的瓷砖色差在线检测系统，其特征在于，标准模块的工作方法包括：获取瓷砖的表面色彩设计图，在表面色彩设计图上建立坐标系，将建立的坐标系标记为瓷砖坐标系，识别表面色彩设计图中具有的颜色种类，标记表面色彩设计图中不同颜色的分界线，识别标记的分界线在瓷砖坐标系中的坐标，形成边界坐标集，将当前的表面色彩设计图标记为瓷砖坐标图；将识别的颜色种类发送到协调模块，协调模块根据接收到的色彩种类生成对应的多色光源控制信号，并转化为对应的光源信息，将光源信息发送到标准模块；接收光源信息，识别具有的光源颜色，对识别的光源颜色和瓷砖坐标图进行分析，获得不同光源颜色下的模拟图像，对模拟图像进行识别分割，获得模拟图像块，获得模拟图像块的边界坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余盛铭，陈龙，
申请(专利权)人：佛山市帆思科材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：