一种基于功能集成关联的机器视觉系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于功能集成关联的机器视觉系统，包括薄膜图像模块、机器视觉处理模块和调整输出模块，所述薄膜图像模块用于工业相机采集匀速加工中的原始薄膜图像并传输，所述机器视觉处理模块用于利用机器视觉技术计算监测薄膜的破裂情况，所述调整输出模块用于实时调整监测过程中的照明角度和通过破裂预警设置调整温度阈值范围，所述调整输出模块包括光源角度调整模块和温度阈值范围模块，所述光源角度调整模块用于相机采集图像过程中实时调整光照角度，所述温度阈值范围模块根据温度曲线进行原温度阈值范围的调整设置，所述机器视觉处理模块与调整输出模块电连接，本发明专利技术，具有多角度薄膜图像采集和检测准确性高的特点。特点。特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于功能集成关联的机器视觉系统


[0001]本专利技术涉及薄膜破裂检测领域，具体为一种基于功能集成关联的机器视觉系统。

技术介绍

[0002]双拉薄膜具有拉伸强度大、光学性能高、厚薄均匀、稳定性高等特点，广泛应用于工业、包装、农业等领域，机器视觉技术，是一门涉及诸多领域的交叉学科，主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的数字图像或视频中提取信息，进行处理获得更高层次的理解，最终用于实际检测、测量和控制，具有测量精度高和动态测量可行性高等优点。
[0003]现有针对薄膜破裂的检测技术中，主要是针对薄膜生产中的卷膜阶段和包装阶段进行检测，通过测量聚合物薄膜的宽度、缺陷面积等参数，在生产过程中对薄膜产品表面出现的污点杂质等常见缺陷进行检测，然而很少有针对薄膜拉伸过程中的破裂进行检测，薄膜在加工恒温箱内，温度过高或过低均会导致出现薄膜破裂状况，人工因恒温箱的高温和结构遮挡，在这个过程中难以及时发现薄膜是否发生破裂情况，直到加工末端进行卷膜时才会发现，且因加工温度的轻微变化导致薄膜破裂不能立即发现和调整，在整个生产过程中造成整体的耗时耗材，降低了生产效率。因此，设计薄膜横拉阶段图像检测的一种基于功能集成关联的机器视觉系统是很有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于功能集成关联的机器视觉系统，以解决上述
技术介绍
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：一种基于功能集成关联的机器视觉系统，包括薄膜图像模块、机器视觉处理模块和调整输出模块，所述薄膜图像模块用于工业相机采集匀速加工中的原始薄膜图像并传输，所述机器视觉处理模块用于利用机器视觉技术计算监测薄膜的破裂情况，所述调整输出模块用于实时调整监测过程中的照明角度和通过破裂预警设置调整温度阈值范围，所述调整输出模块包括光源角度调整模块和温度阈值范围模块，所述光源角度调整模块用于相机采集图像过程中实时调整光照角度，所述温度阈值范围模块根据薄膜破裂对应的温度曲线进行原温度阈值范围的调整设置，所述薄膜图像模块与机器视觉处理模块电连接，所述机器视觉处理模块与调整输出模块电连接。
[0006]根据上述技术方案，所述薄膜图像模块包括工业相机采集模块、照明光源模块、温度监测模块和原始图像传输模块，所述工业相机采集模块用于采集匀速通过的薄膜图像，所述照明光源模块用于在相机采集过程中增加光照使采集的图像更清晰，所述温度监测模块用于监测相机采集图像时薄膜的加工温度，所述原始图像传输模块用于将相机采集的图像输出，所述工业相机采集模块与照明光源模块、温度监测模块、原始图像传输模块电连接。
[0007]根据上述技术方案，所述工业相机采集模块包括主相机采集单元和轨道相机采集
单元，所述主相机采集单元用于位于薄膜输出口正前方的相机采集主要薄膜图像，所述轨道相机采集单元用于薄膜输出口正前方轨道上的轨道相机采集不同角度的薄膜图像，所述原始图像传输模块包括主图像输出单元和辅助图像修正输出单元，所述主图像输出单元用于将主相机采集的原始主图像输出，所述辅助图像修正输出单元用于将轨道相机采集的辅助多角度图像进行角度修正再输出，所述主相机采集单元与轨道相机采集单元电连接，所述主图像输出单元和辅助图像修正输出单元电连接。
[0008]根据上述技术方案，所述机器视觉处理模块包括接收改善模块、图像精处理模块、破裂方式判断模块和温度变化曲线模块，所述接收改善模块用于机器视觉处理单元接收相机采集的原始薄膜图像并去噪改善，所述图像精处理模块用于对改善后的薄膜图像进行精细化处理，所述破裂方式判断模块用于根据精细化处理的薄膜图像特征提取判断薄膜破裂方式，所述温度变化曲线模块用于根据温度监测单元根据相机采集时同步实时记录的温度绘制成的温度曲线，所述图像精处理模块包括薄膜图像预处理子模块、图像分割子模块和破裂特征提取子模块，所述薄膜图像预处理子模块用于对改善后的薄膜图像进行增强，所述图像分割子模块用于将目标和背景分割并提取有用信息，所述破裂特征提取子模块用于根据薄膜破裂的关键信息进行特征提取，所述薄膜图像预处理子模块与图像分割子模块、破裂特征提取子模块电连接，所述接收改善模块与图像精处理模块、破裂方式判断模块电连接。
[0009]根据上述技术方案，所述主要方法包括以下步骤：
[0010]步骤S1：聚合物薄膜由挤出机的平膜模具挤出，在设定的温度环境下通过三辐压膜器压制成设定宽度和厚度的膜带，在照明单元和摄像单元之间匀速通过；
[0011]步骤S2：光源单元依据背景环境调整照明角度，摄像单元采集到原始破裂薄膜图像，将未经处理的图像传输至机器视觉处理模块；
[0012]步骤S3：机器视觉处理模块对接收到的原始破裂薄膜图像进行抑制噪声的去噪改善处理，再对改善后的图像进行精细化处理；
[0013]步骤S4：利用薄膜破裂特征提取对破裂薄膜的破裂方式进行分析判断，并监测绘制温度变化曲线；
[0014]步骤S5：薄膜制作输出过程中实时调整光源在摄像单元工作时的照明角度，并根据温度变化曲线设置调整不同种类薄膜加工温度阈值范围。
[0015]根据上述技术方案，所述步骤S2进一步包括以下步骤：
[0016]步骤S21：位于薄膜带后侧左右两端的照明光源，采用低角度照明方法对运动的薄膜带进行均匀照明；
[0017]步骤S22：位于薄膜带出口处的主相机采集匀速通过的薄膜带图像，得到光照均匀下的清晰原始破裂图像，轨道相机按设定角度滑动，采集匀速通过的不同角度的薄膜带图像；
[0018]步骤S23：主相机采集的薄膜图像直接传输至机器视觉处理模块，轨道相机采集的图像按不同滑动角度进行角度修正，再传输至机器视觉处理模块。
[0019]根据上述技术方案，所述步骤S3进一步包括以下步骤：
[0020]步骤S31：机器视觉处理模块对接收到的主相机原始破裂薄膜图像进行抑制噪声处理，在处理过程中结合轨道相机同一时刻采集的不同角度修正图像进行去噪改善；
[0021]步骤S32：采用加权平均值法处理破裂图像，得到合适的破裂薄膜灰度图像，利用线性变换提高图像对比度，对图像进行增强；
[0022]步骤S33：采用自适应中值滤波对增强后的图像进行去噪处理，通过定量分析计算图像的峰值信噪比，分析薄膜破裂图像去噪处理后的质量，图像峰值信噪比Q的计算公式为：
[0023][0024]式中，δ为图像信号和噪声信号方差比值的转换系数，M是处理后图像与原始图像之间差异的指标，体现数据的变化程度，maxf(i,j)为选取的图像像素点中最大输入点，Q值是图像信号和噪声信号的局部方差比，Q值越大，图像质量越好；
[0025]步骤S34：对预处理的图像分别进行最大类间方差法阈值分割和边缘分割。
[0026]根据上述技术方案，所述步骤S4进一步包括以下步骤：
[0027]步骤S41：以分割处理后的图像作为基础进行特征提取和识别薄膜破裂；
[0028]步骤S42：基于横拉薄膜破裂的面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于功能集成关联的机器视觉系统，包括薄膜图像模块、机器视觉处理模块和调整输出模块，其特征在于：所述薄膜图像模块用于工业相机采集匀速加工中的原始薄膜图像并传输，所述机器视觉处理模块用于利用机器视觉技术计算监测薄膜的破裂情况，所述调整输出模块用于实时调整监测过程中的照明角度和通过破裂预警设置调整温度阈值范围，所述调整输出模块包括光源角度调整模块和温度阈值范围模块，所述光源角度调整模块用于相机采集图像过程中实时调整光照角度，所述温度阈值范围模块根据薄膜破裂对应的温度曲线进行原温度阈值范围的调整设置，所述薄膜图像模块与机器视觉处理模块电连接，所述机器视觉处理模块与调整输出模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于功能集成关联的机器视觉系统，其特征在于：所述薄膜图像模块包括工业相机采集模块、照明光源模块、温度监测模块和原始图像传输模块，所述工业相机采集模块用于采集匀速通过的薄膜图像，所述照明光源模块用于在相机采集过程中增加光照使采集的图像更清晰，所述温度监测模块用于监测相机采集图像时薄膜的加工温度，所述原始图像传输模块用于将相机采集的图像输出，所述工业相机采集模块与照明光源模块、温度监测模块、原始图像传输模块电连接。3.根据权利要求2所述的一种基于功能集成关联的机器视觉系统，其特征在于：所述工业相机采集模块包括主相机采集单元和轨道相机采集单元，所述主相机采集单元用于位于薄膜输出口正前方的相机采集主要薄膜图像，所述轨道相机采集单元用于薄膜输出口正前方轨道上的轨道相机采集不同角度的薄膜图像，所述原始图像传输模块包括主图像输出单元和辅助图像修正输出单元，所述主图像输出单元用于将主相机采集的原始主图像输出，所述辅助图像修正输出单元用于将轨道相机采集的辅助多角度图像进行角度修正再输出，所述主相机采集单元与轨道相机采集单元电连接，所述主图像输出单元和辅助图像修正输出单元电连接。4.根据权利要求3所述的一种基于功能集成关联的机器视觉系统，其特征在于：所述机器视觉处理模块包括接收改善模块、图像精处理模块、破裂方式判断模块和温度变化曲线模块，所述接收改善模块用于机器视觉处理单元接收相机采集的原始薄膜图像并去噪改善，所述图像精处理模块用于对改善后的薄膜图像进行精细化处理，所述破裂方式判断模块用于根据精细化处理的薄膜图像特征提取判断薄膜破裂方式，所述温度变化曲线模块用于根据温度监测单元根据相机采集时同步实时记录的温度绘制成的温度曲线，所述图像精处理模块包括薄膜图像预处理子模块、图像分割子模块和破裂特征提取子模块，所述薄膜图像预处理子模块用于对改善后的薄膜图像进行增强，所述图像分割子模块用于将目标和背景分割并提取有用信息，所述破裂特征提取子模块用于根据薄膜破裂的关键信息进行特征提取，所述薄膜图像预处理子模块与图像分割子模块、破裂特征提取子模块电连接，所述接收改善模块与图像精处理模块、破裂方式判断模块电连接。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的一种基于功能集成关联的机器视觉系统的基于功能集成关联的机器视觉运行方法，所述主要方法包括以下步骤：步骤S1：聚合物薄膜由挤出机的平膜模具挤出，在设定的温度环境下通过三辐压膜器压制成设定宽度和厚度的膜带，在照明单元和摄像单元之间匀速通过；步骤S2：光源单元依据背景环境调整照明角度，摄像单元采集到原始破裂薄膜图像，将未经处理的图像传输至机器视觉处理模块；
步骤S3：机器视觉处理模块对接收到的原始破裂薄膜图像进行抑制噪声的去噪改善处理，再对改善后的图像进行精细化处理；步骤S4：...

【专利技术属性】
技术研发人员：金财发，
申请(专利权)人：金财发，
类型：发明
国别省市：