一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法及系统，一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，包括以下步骤：S1，机器人运动抓拍获取阴极铜表面图像；S2，对获取的阴极铜表面图像进行处理；S3，建立深度学习系统，得到铜离子识别结果图；S4，对识别结果图进行分析并确定剔除条件；S5，依据剔除条件对阴极铜进行分类摆放。通过面阵相机的图像采集，将图像进行处理后放入金字塔场景解析网络中进行识别，对识别结果图进行数据分析处理后得到剔除条件进行分类摆放。本发明专利技术实现了自动检测的功能，且检测的效率更高，能够节省大量的人力。能够节省大量的人力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及阴极铜质量检测
，尤其是一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法及系统。

技术介绍

[0002]冶金精炼阴极铜由于其电解工艺的特殊性，所以阴极铜的表面情况能基本反映出阴极铜的品质，包括表面纹理、缺陷情况、色泽。在取图环节，现有阴极铜表面质量主要依靠人工检测，人工在机组剥片环节逐一检测；在数据分析环节，现有的阴极铜在剥片机组流水线中高速运行，人工无法精确计算阴极铜粒子大小与分布，只能根据经验主观判断；在判定输出环节，发现有问题的阴极铜人工点击剔除，且不同人会给出不同的结果，劳动强度大，发生漏检风险大；后续还需要有质检人员复检，复检发现有问题阴极铜需要拆包处理，拆包后人工叉车处理再重新打包。过程繁琐，加大生产成本。
[0003]在中国专利文献上公开的“一种高效阴极铜板面质量检测系统”，其公开号为CN211783203U，涉及一种高效阴极铜板面质量检测系统，包括底板，所述底板上侧安装有底座，所述底座上安装有沿横向排列的一排相平行的支撑辊，所述底板上侧还安装有位于底座横向上中间位置的限位框架，所述限位框架上安装有能相对其上下移动的限位支架，所述限位支架上安装有一对相平行的限位辊，所述底板上侧安装有位于底座两端用以推动阴极铜在支撑辊上运动的推进机构。该高效阴极铜板面质量检测系统结构新颖，设计合理，使用方便，操作简单、快捷，能够快速高效的完成阴极铜板面质量检测，具有很好的实用性。但是并不涉及具体的图像检测和数据分析。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决了现有的阴极铜质量检测依靠于人工检测导致检测效率低的问题，提出一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法及系统，通过面阵相机的图像采集，将图像进行处理后放入金字塔场景解析网络中进行识别，对识别结果图进行数据分析处理后得到剔除条件进行分类摆放。本专利技术实现了自动检测的功能，且检测的效率更高，能够节省大量的人力。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，包括以下步骤：S1，机器人运动抓拍获取阴极铜表面图像；S2，对获取的阴极铜表面图像进行处理；S3，建立深度学习系统，得到铜离子识别结果图；S4，对识别结果图进行分析并确定剔除条件；S5，依据剔除条件对阴极铜进行分类摆放。本专利技术的利用面阵相机获取，阴极铜表面图像适用于多款不同机组中；在机器人移动至垂直于正面待取图阴极板位时，启动正面取图，面阵相机采用高质量镜头保证阴极铜图像清晰，随后将图像传输至工控机；首先对获
取到的图像进行分割处理以及图像标注形成铜粒子缺陷数据集，利用铜粒子缺陷数据集进行样本训练，建立金字塔场景解析网络模型，将待测图像预处理后输入至模型中得到识别结果图，根据识别结果图确定剔除条件，由剔除条件进行对阴极铜进行管理。本专利技术的检测的效率高，且检测的准确性更好。
[0006]作为优选，所述步骤S1包括正面面阵相机取图过程和反面面阵相机取图过程，所述正面面阵相机取图过程具体为正面面阵相机正对处于正面待取图阴极板位的阴极铜，通过PLC控制相机取图；所述反面面阵相机取图过程具体为机器人夹取阴极铜转动至反面待取图阴极板位，通过PLC控制相机取图。本专利技术中，为确保取图质量稳定可靠，在待取图阴极板位的两端均安装了位置传感器，并且在底部安装了限位块，确保每次拍摄的时候阴极板与相机的调度一致；反面面阵相机采用了全局的运动相机，该相机能确保运动过程抓拍图片质量可靠，并且在程序上进行了优化，确保设备正常运行过程相机能捕捉到阴极铜表面情况。
[0007]作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：S21，进行预处理，将原始图像分割为多个图像；S22，对预处理后的阴极铜表面图像进行像素标注生成标注图像，预处理后的阴极铜表面图像与标注图像组成铜粒子缺陷数据集。本专利技术中，原始图像具体的分割过程为将原始图像转换到HSV颜色空间中，通过颜色识别算法识别出阴极铜所在的区域，截取阴极铜所在的区域图像，按尺寸分割成6
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8个图像块，对每个图像块做高斯滤波，处理后的48个图像块即为预处理后的图像。
[0008]作为优选，所述步骤S3包括以下步骤：S31，深度学习系统应用金字塔场景解析网络模型，通过卷积运算获取预处理图像的特征Map，然后通过金字塔池化模块，分割出背景像素与铜粒子像素类别；S32，对铜粒子缺陷数据集进行训练，模型识别铜粒子像素精度达到规定值后，生成网络参数文件并存储至金字塔场景解析网络模型中；S33，将待测图像预处理后送入金字塔场景解析网络模型中，得到铜离子识别结果图。本专利技术中，训练缺陷数据集使得深度学习系统能够分析铜粒子像素；其中，金字塔池化模块包括多分辨率卷积与融合。
[0009]作为优选，所述步骤S4包括以下步骤：S41，提取不同种类铜粒子识别结果图，进行二值化处理，存在该类型铜离子的区域为255、不存在该类型铜离子的区域置为0；S42，对不同种类铜粒子二值化图像分别做图像开运算、区域连接和区域分割，提取出独立的区域特征；S43，计算独立的区域特征参数，根据计算出的区域特征参数确定各个区域特征参数的阈值设定剔除条件。本专利技术中，区域特征参数包括面积大小、长度、宽度、长宽比、凸系数和模糊度。
[0010]一种基于面阵相机的阴极铜质量检测系统，适用于上述的一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，包括正面面阵相机和反面面阵相机，所述正面面阵相机设置在正面待取图阴极板位的上方且垂直平分正面待取图阴极板位，所述正面待取图阴极板位上方设置有正面补光光源，所述正面补光光源与正面待取图阴极板位法线成45
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60度角，所述反面面
阵相机设置在反面待取图阴极板位的下方且垂直平分反面待取图阴极板位，所述反面待取图阴极板位下方设置有反面补光光源，所述正面补光光源与正面待取图阴极板位法线成45
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60度角，所述正面面阵相机和反面面阵相机分别连接于工控机，所述工控机连接于PLC。本专利技术中，阴极铜设置在待取图阴极板位上且与机器人连接，并随机器人转动；补光光源采用高亮度投射光源用于照亮被检测阴极铜，保证光源照射范围包含整块铜板，补光光源设置在离被检测阴极铜的平面300
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500mm的位置，补光光源与待取图阴极板位法线成45
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60度角的设置，能够更好的突出微小铜离子。本专利技术的系统自动化程度高。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过面阵相机的图像采集，将图像进行处理后放入金字塔场景解析网络中进行识别，对识别结果图进行数据分析处理后得到剔除条件进行分类摆放，能够实现了自动检测的功能，且检测的效率和准确性更高，能够节省大量的人力和物力。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例1的流程图；图2是本专利技术实施例1关于铜粒子缺陷数据集的模型训练示意图；图3是本专利技术实施例1的结构示意图；图4是本专利技术实施例2链条机组的结构示意图；图5是本专利技术实施例1阴极铜进行分类摆放的示意图；图6是本专利技术实施例2阴极铜剔除的示意图；其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，机器人运动抓拍获取阴极铜表面图像；S2，对获取的阴极铜表面图像进行处理；S3，建立深度学习系统，得到铜离子识别结果图；S4，对识别结果图进行分析并确定剔除条件；S5，依据剔除条件对阴极铜进行分类摆放。2.根据权利要求1所述的一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括正面面阵相机取图过程和反面面阵相机取图过程，所述正面面阵相机取图过程具体为正面面阵相机正对处于正面待取图阴极板位的阴极铜，通过PLC控制相机取图；所述反面面阵相机取图过程具体为机器人转动至反面待取图阴极板位，通过PLC控制相机取图。3.根据权利要求1或2所述的一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S21，进行预处理，将原始图像分割为多个图像；S22，对预处理后的阴极铜表面图像进行像素标注生成标注图像，预处理后的阴极铜表面图像与标注图像组成铜粒子缺陷数据集。4.根据权利要求3所述的一种基于面阵相机的阴极铜质量检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S31，深度学习系统应用金字塔场景解析网络模型，通过卷积运算获取预处理图像的特征Map，然后通过金字塔池化模块，分割出背景像素与铜粒子像素类别；S32，对铜粒子缺陷数据集进行训练，模型识别铜粒子像素精度达到规定值后，生成网络参数文件并存...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊义，方明，吴家乐，张弛，顾献代，任禹桥，梅值，
申请(专利权)人：三门三友科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：