一种多摄像头视觉检测线缆的方法技术

本发明专利技术涉及电力系统建设中线缆头制备领域，尤其是一种多摄像头视觉检测线缆的方法，包括如下步骤：提供多个摄像头；选取待测线缆的检测目标，检测目标包括待测线缆的表面划痕和尺寸信息；根据检测目标结合摄像头搭建拍摄环境；利用摄像头捕获检测目标的目标图像；通过目标图像，获取待测线缆的表面划痕和尺寸信息。本发明专利技术通过多个摄像头对线缆头制备中待测线缆的尺寸信息和表面划痕进行机器视觉检测，获得了详细的待测线缆划痕图示和精准的待测线缆尺寸信息，这为线缆头制备施工环节提供了便捷且稳定性和准确性更高的方法，同时，本发明专利技术所获取的尺寸信息精度高，划痕检测率高，为制备出高质量的线缆头提供了工艺数据基础。制备出高质量的线缆头提供了工艺数据基础。制备出高质量的线缆头提供了工艺数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种多摄像头视觉检测线缆的方法


[0001]本专利技术涉及电力系统建设中线缆头制备领域，尤其是一种多摄像头视觉检测线缆的方法。

技术介绍

[0002]在电力系统搭建中，线缆头的制备是必不可少的步骤。制备线缆头首先是在完整的线缆中将所需要的部分剥出，再对剥出的线缆部分进行打磨以及包装。在高质量线缆头的制作过程中，对剥开部分的线缆尺寸有较高要求；同时，在线缆头包装护套过程中，线缆的外表瑕疵很容易在护套生产线对线缆的护套造成瑕疵不良，如果不能直接在生产时对不良进行检测、排除，将直接影响到线缆的产品质量，因此，对剥开部分线缆的外观检测是也是质量控制的重要步骤。然而当前在制作过程，针对尺寸检测，大多是通过有经验的工人对尺寸进行经验判断并结合手工配合简单工具来完成，具有较大不确定性；同时现有技术中对线缆的外观检测主要利用远心镜头，针对待测线缆构造结构光源，再使用投影仪向物体表面投射特定编码图案，通过双目成像原理获取表面纹理，进而通过表面纹理来提取划痕；或者直接拍照，通过人眼查看图片并结合手触和经验来判定划痕。现有技术中并未有针对线缆头制备过程中同时通过视觉检测获取待测线缆的表面划痕和尺寸信息的方法，因此，亟需一种多摄像头视觉检测线缆的方法利用视觉检测同时获取待测线缆的表面划痕和尺寸信息。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷和不足以及实际工程的需求，本专利技术提供了一种多摄像头视觉检测线缆的方法，包括如下步骤：提供多个摄像头；选取待测线缆的检测目标，所述检测目标包括待测线缆的表面划痕和尺寸信息；根据所述检测目标结合所述摄像头搭建拍摄环境；利用所述摄像头捕获所述检测目标的目标图像；通过所述目标图像，获取所述待测线缆的表面划痕和尺寸信息。本专利技术通过多个摄像头对线缆头制备中待测线缆的尺寸信息和表面划痕同时进行机器视觉检测，并分别针对尺寸信息和表面划痕选取对应的目标图像处理算法进而获得详细的待测线缆划痕图示和精准的待测线缆尺寸信息，这为线缆头制备施工环节提供了便捷且稳定性和准确性更高的方法。本专利技术所获取的尺寸信息精度高，划痕检测率高，为制备出高质量的线缆头提供了工艺数据基础。
[0004]可选地，所述根据所述检测目标结合所述摄像头搭建拍摄环境，包括如下步骤：当所述检测目标为表面划痕时，提供多个闪光灯，根据表面划痕特性结合摄像头和闪光灯搭建表面划痕拍摄环境，所述表面划痕拍摄环境中多个闪光灯以不同角度照射待测线缆，多个摄像头的总体视觉画面覆盖待测线缆的全表面；当所述检测目标为尺寸信息时，根据尺寸信息特性结合摄像头搭建尺寸信息拍摄环境，所述尺寸信息拍摄环境中每个摄像头的视觉画面中均包含相同的居中且最大化显示的完整待测线缆线图像。
[0005]可选地，所述当所述检测目标为表面划痕时，根据表面划痕特性结合摄像头，搭建
表面划痕拍摄环境，包括如下步骤：提供单色背景板；利用单色背景板设置拍摄背景；在摄像头周围布设多个闪光灯，每个闪光灯分别照射到的待测线缆区域能够合并成的待测线缆的全表面；根据表面划痕特性调整多个摄像头相对位置，使得多个摄像头的总体视觉画面覆盖待测线缆的全表面。
[0006]可选地，所述当所述检测目标为尺寸信息时，根据尺寸信息特性结合摄像头搭建尺寸信息拍摄环境，包括如下步骤：提供已知直径的标定管；以所述标定管的轴线为中心，调整多个摄像头的相对位置，使得多个摄像头分别从不同角度对准所述标定管；分别对每个摄像头进行畸变校正以消除摄像头的畸变误差；利用居中且最大化显示完整标定管的图像作为参考图像；调整每个摄像头的拍摄参数，使得所述摄像头的视觉画面与所述参考图像一致以消除摄像头的安装误差；根据所述标定管与所述摄像头的相对位置，获得摄像头的比例系数，所述比例系数满足如下公式：，其中，s表示比例系数，p表示标定管的直径像素宽度，表示标定管的直径。
[0007]可选地，通过所述目标图像，获取所述待测线缆的表面划痕，包括如下步骤：利用在表面划痕拍摄环境下获取的同一区域的多张目标图像合成亮度均匀平面图；从所述平面图中提取待测线缆主体，并从所述待测线缆主体中切割出待分析区域；利用canny算法对所述待分析区域进行梯度检测；根据梯度检测结果提取所述待分析区域中不连续边沿获得划痕图；融合多张不同照射区域的划痕图，获得整体线缆划痕图；通过所述整体线缆划痕图，获取所述待测线缆的表面划痕。
[0008]可选地，通过所述目标图像，获取所述待测线缆的尺寸信息，包括如下步骤：利用在尺寸信息拍摄环境中的待测线缆的线缆直径和空间位置，搭建目标图像关系模型；利用所述关系模型结合所述目标图像，构建多个摄像头的总体观测误差函数；通过求取所述总体观测误差函数的最小值，获得所述线缆直径和空间位置的最优估计值；利用所述空间位置的最优估计值，获得所述待测线缆的线缆长度。
[0009]可选地，所述利用在尺寸信息拍摄环境中的待测线缆的线缆直径和空间位置，搭建目标图像关系模型，包括如下步骤：以放置标定管的尺寸信息拍摄环境的截面为参考面；选取任一摄像头作为第一摄像头；将所述标定管的轴心作为原点，以所述第一摄像头的视野中心线为纵轴，垂直于纵轴方向作为横轴，在所述参考面内构建平面坐标系；在所述平面坐标系内，令线缆直径为，令空间位置为，其中，，在所述平面坐标系中相对于原点的坐标，表示的第一摄像头到原点的距离；通过所述线缆直径和空间位置搭建目标图像关系模型，所述关系模型包括如下公式：其中，表示预估线缆直径像素宽度，表示预估偏移量。
[0010]可选地，所述利用所述关系模型结合所述目标图像，构建多个摄像头的总体观测误差函数，包括如下步骤：利用在尺寸信息拍摄环境中获取的目标图像，获得目标图像中待
测线缆的实际线缆直径像素宽度和实际偏移量；通过所述关系模型结合所述实际线缆直径像素宽度和实际偏移量，构建单个观测误差函数； 根据第一摄像头与其余摄像头之间的相对位置，将所述空间位置转化为以其余摄像头的视野中心线为纵轴时的空间位置；利用其余摄像头的视野中心线为纵轴时的空间位置，获取其余摄像头的单个观测误差函数；汇总全部摄像头的单个观测误差函数，构建多个摄像头的总体观测误差函数。
[0011]可选地，所述通过求取所述总体观测误差函数的最小值，获得所述线缆直径和空间位置的最优估计值，包括如下步骤：求取所述总体观测误差函数的最小值；将所述最小值对应的线缆直径和空间位置作为线缆直径和空间位置的最优估计值，所述线缆直径和空间位置的最优估计值满足如下公式：，其中，D表示线缆直径的最优估计值，表示空间位置的最优估计值，总体观测误差函数，表示总体观测误差函数的最小值，表示令所示总体观测误差函数值最小的线缆直径和空间位置。
[0012]可选地，所述利用所述空间位置的最优估计值，获得所述待测线缆的线缆长度，包括如下步骤：将所述待测线缆近似为圆柱形状；通过待测线缆两端中心点比例关系，估计所述待测线缆的线缆长度，所述线缆长度满足如下公式：，其中，和分别表示待测线缆两端中心点的空间位置的最优估计值，表示线缆长度，s表示比例系数，表示在目标图像中待测线缆的长度像素宽度。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多摄像头视觉检测线缆的方法，其特征在于，包括如下步骤：提供多个摄像头；选取待测线缆的检测目标，所述检测目标包括待测线缆的表面划痕和尺寸信息；根据所述检测目标结合所述摄像头搭建拍摄环境；利用所述摄像头捕获所述检测目标的目标图像；通过所述目标图像，获取所述待测线缆的表面划痕和尺寸信息。2.根据权利要求1所述的多摄像头视觉检测线缆的方法，其特征在于，所述根据所述检测目标结合所述摄像头搭建拍摄环境，包括如下步骤：当所述检测目标为表面划痕时，提供多个闪光灯，根据表面划痕特性结合摄像头和闪光灯搭建表面划痕拍摄环境，所述表面划痕拍摄环境中多个闪光灯以不同角度照射待测线缆，多个摄像头的总体视觉画面覆盖待测线缆的全表面；当所述检测目标为尺寸信息时，根据尺寸信息特性结合摄像头搭建尺寸信息拍摄环境，所述尺寸信息拍摄环境中每个摄像头的视觉画面中均包含相同的居中且最大化显示的完整待测线缆线图像。3.根据权利要求2所述的多摄像头视觉检测线缆的方法，其特征在于，所述当所述检测目标为表面划痕时，根据表面划痕特性结合摄像头，搭建表面划痕拍摄环境，包括如下步骤：提供单色背景板；利用单色背景板设置拍摄背景；在摄像头周围布设多个闪光灯，每个闪光灯分别照射到的待测线缆区域能够合并成的待测线缆的全表面；根据表面划痕特性调整多个摄像头相对位置，使得多个摄像头的总体视觉画面覆盖待测线缆的全表面。4.根据权利要求2所述的多摄像头视觉检测线缆的方法，其特征在于，所述当所述检测目标为尺寸信息时，根据尺寸信息特性结合摄像头搭建尺寸信息拍摄环境，包括如下步骤：提供已知直径的标定管；以所述标定管的轴线为中心，调整多个摄像头的相对位置，使得多个摄像头分别从不同角度对准所述标定管；分别对每个摄像头进行畸变校正以消除摄像头的畸变误差；利用居中且最大化显示完整标定管的图像作为参考图像；调整每个摄像头的拍摄参数，使得所述摄像头的视觉画面与所述参考图像一致以消除摄像头的安装误差；根据所述标定管与所述摄像头的相对位置，获得摄像头的比例系数，所述比例系数满足如下公式：，其中，s表示比例系数，p表示标定管的直径像素宽度，表示标定管的直径。5.根据权利要求3所述的多摄像头视觉检测线缆的方法，其特征在于，通过所述目标图像，获取所述待测线缆的表面划痕，包括如下步骤：
利用在表面划痕拍摄环境下获取的同一区域的多张目标图像合成亮度均匀平面图；从所述平面图中提取待测线缆主体，并从所述待测线缆主体中切割出待分析区域；利用canny算法对所述待分析区域进行梯度检测；根据梯度检测结果提取所述待分析区域中不连续边沿获得划痕图；融合多张不同照射区域的划痕图，获得整体线缆划痕图；通过所述整体线缆划痕图，获取所述待测线缆的表面划痕。6.根据权利要求4所述的多摄像头视觉检测线缆的方法，其特征在于，通过所述目标图像，获取所述待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：方波，吴育胜，吴礼刚，戴志辉，蓝巨进，
申请(专利权)人：佛山光之瞳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：