本发明专利技术公开了一种基于机器视觉识别的线缆质检系统。本发明专利技术中，线缆质检模块内部的质检模块针对采图系统采集到的线缆表观图像设计了专用的图像处理算法，采用固定阈值法和连通域标记对图像进行分割，提取出最大面积的连通区域，并通过确定上下边界提取出线缆区域；根据缺陷所在位置，将缺陷分为边缘缺陷与分边缘两大类：缺陷在线缆边缘的边缘缺陷以及缺陷在线缆中间区域的非边缘缺陷。边缘缺陷线缆可以通过线缆宽度曲线与其拟合曲线方差作为判断标准进行有效识别，而非边缘缺陷可以通过缆灰度垂直投影曲线与其二次拟合曲线的方差作为标准作出有效识别，从而提高了系统的整体识别精度，保证了线缆在出厂时的产品质量。保证了线缆在出厂时的产品质量。保证了线缆在出厂时的产品质量。
【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉识别的线缆质检系统
[0001]本专利技术属于线缆质检
，具体为一种基于机器视觉识别的线缆质检系统。
技术介绍
[0002]电线电缆作为一种传输电(磁)能、信息和实现电磁能转换的重要工业线材产品，近年来，该行业在我国的生产规模持续扩大，生产总值跃居全球第一，相关行业的用户对线缆表面质量的要求也越来越严格。线缆表面的外护套是防备外界因素侵蚀线缆绝缘层的结构部分，主要作用是提高线缆的机械强度以及防化学腐蚀、防水、防燃烧等。然而，在线缆的生产过程中，由于加工设备、生产工艺、生产原料等因素，会不可避免地造成折痕、划痕、小孔、鼓包、绝缘皮破损等表面缺陷。这些缺陷不仅有损产品性能、影响商业用途，而且严重的表观质量甚至会造成后期使用的安全隐患。因此需要对线缆进行质检。
[0003]但是国内企业的线缆表面缺陷检测技术主要依靠人工目测和手触判断的方法，这两种方法的检测效率很难达到高速生产线的检测要求，漏检率和误检率极高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种基于机器视觉识别的线缆质检系统。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种基于机器视觉识别的线缆质检系统，包括电源供电模块、线缆图像采集模块、无线网络模块、处理器模块、图像处理模块、线缆质检模块、数据统计模块、图像校正模块、图像增强模块、线缆目标提取模块、缺陷提取识别模块和缺陷检测模块，所述电源供电模块的输出端连接有所述线缆图像采集模块的输入端，所述线缆图像采集模块的输出端连接有所述无线网络模块的输入端，所述无线网络模块的输出端连接有所述处理器模块的输入端，所述处理器模块的输出端连接有所述图像处理模块的输入端，所述图像处理模块的输出端连接有所述线缆质检模块的输入端，所述线缆质检模块的输出端连接有所述数据统计模块的输入端。
[0006]在一优选的实施方式中，所述图像处理模块的内部设置有图像校正模块和图像增强模块，所述图像校正模块和图像增强模块的整体输出端连接有所述图像处理模块的输入端；
[0007]所述线缆质检模块的内部设置有线缆目标提取模块、缺陷提取识别模块和缺陷检测模块，所述线缆目标提取模块、缺陷提取识别模块和缺陷检测模块的整体输出端连接有所述线缆质检模块的输入端。
[0008]在一优选的实施方式中，所述线缆图像采集模块用到两种图像采集设备，分别是CCD摄像机和CMOS摄像机，其中，CCD摄像机属于一种典型的电耦合器件，所产生的信号源主要以电荷为主，该信号源主要集中分布于半导体单晶材料上，CMOS摄像机属于一种典型的光电转换器件，主要集中分布于金属氧化物半导体材料上，所述线缆图像采集模块在充分结合检测尺寸范围芯片的基础上，将镜头的视野尺寸设置在15mm以上，最终将ZML1010镜头
规格作为最终选用的镜头。
[0009]在一优选的实施方式中，所述无线网络模块利用Zigbee2007的协议栈为基础设计的，其提供了应用程序接口函数，调用API可以实现以下功能：
①
协调器节点能够实现自动建立网络
②
终端节点能够自动发现协调器节点，如果加入网络后，可以实现与协调器节点的自动化绑定
③
采用端到端确认的发送模式，终端节点能够将收集到的数据周期性的发送给协调器节点
④
如果终端节点没有收到协调器节点的确认消息，它将解除与该协调器节点的绑定，继而重新发现协调器节点并与其建立绑定。
[0010]在一优选的实施方式中，所述处理器模块使用ATmegal28单片机作为GCPU，串行芯片为24AA1048，实时时钟芯片为AMI8563；主控制模块的功能在于对电池组进行采样，控制蓄电池放电过程，完成串行通信以及其他的扩展功能；Atmegal28为8位单片机，采用先进的RISC构架，内部具有154条指令系统；采用全静态的工作模式，提高了对外围的开发能力；对主控制模块提供IEC61850标准接口，以适配通讯设备。
[0011]在一优选的实施方式中，所述图像校正模块使用时包括以下步骤：
[0012]步骤1：首先扫描工控产品包装壳图像的每个像素点，找到其中心点o'，同时以o'为原点构建与xoy相同的坐标系x'o'y'；
[0013]步骤2：工控产品包装壳的工作面为螺牙上下两部分的螺旋面，分别连接上下部分对应的相邻螺峰点AB和AB”，分别求出两条直线的中点，得到垂线L；
[0014]步骤3：计算垂线L和ox”轴的夹角B，B就是图像需要旋转的角度；
[0015]步骤4：判断图像需要旋转的角度，如果垂线L偏向坐标系xoy的左侧，则图像向右侧旋转角度B；如果垂线L偏向右侧，则图像向左侧旋转角度B。
[0016]在一优选的实施方式中，所述图像增强模块先利用傅里叶变换将图像转换为频域图像，频域图像分别与低通滤波器和高通滤波器卷积在频域内，将图像分为低频和高频，再分别通过傅里叶变换还原为空间域图像，即得到低频部分图像和高频部分图像，对低频部分图像先进行膨胀运算，将图像中的目标像素连接起来，磨平图像向外的尖角使边缘平滑，填补断开的目标区域，使相邻的小目标连接在一起；然后通过腐蚀运算侵蚀图像边缘灰度值较低的点以去除干扰部分，高频部分含有大量噪声，通过中值滤波对其处理，处理后的图像与高频部分原图像相比，噪声得到很好消除。
[0017]在一优选的实施方式中，所述线缆目标提取模块对连通域标记后的每一列图像，从上到下进行扫描，扫描第一个被标记线缆区域的纵坐标记为上边界，依次遍历图像的每一列就能得到线缆区域的上边界；而下边界的提取只需要按上述方法从下往上对图片进行扫描就可获得下边界；这样就确定了线缆的边界；所述线缆目标提取模块第一步采用固定阈值法对线缆图像进行二值化；第二步对二值化线缆图像进行连通域标记并通过面积筛选法提取出面积最大的连通区域，；第三步对面积最大的连通域进行遍历扫描获取线缆区域的上下边界，通过上下边界确定最终的线缆区域；相比于连通区域标记并提取最大连通区域面积的方法，该方法提取提取的线缆区域更加完善。
[0018]在一优选的实施方式中，所述缺陷提取识别模块通过线缆宽度曲线与其拟合曲线方差作为判断标准进行有效识别，而非边缘缺陷可以通过缆灰度垂直投影曲线与其二次拟合曲线的方差作为标准作出有效识别，所述缺陷检测模块各个步骤具体实现过程如下：
[0019](1)图像分割；图像分割主要通过阈值分割、连通域标记、线缆区域提取对输入的
线缆图像进行感兴趣区域提取，经图像分割之后输入图像由一张分辨率为800
×
2000的8bits灰度图像变为分辨率为300
×
2000到600
×
2000不等的8bits灰度图像；经过图像分块分割后，后续的图像处理步骤将针对每个相机采集的图像分别进行；
[0020](2)单相机采集图像缺陷识别算法，输入一张分割完毕的图像后对其进行外形特征和线缆灰度投影特征的计算；输出为图像上是否存在缺陷，只有在两本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉识别的线缆质检系统，包括电源供电模块(1)、线缆图像采集模块(2)、无线网络模块(3)、处理器模块(4)、图像处理模块(5)、线缆质检模块(6)、数据统计模块(7)、图像校正模块(8)、图像增强模块(9)、线缆目标提取模块(10)、缺陷提取识别模块(11)和缺陷检测模块(12)，其特征在于：所述电源供电模块(1)的输出端连接有所述线缆图像采集模块(2)的输入端，所述线缆图像采集模块(2)的输出端连接有所述无线网络模块(3)的输入端，所述无线网络模块(3)的输出端连接有所述处理器模块(4)的输入端，所述处理器模块(4)的输出端连接有所述图像处理模块(5)的输入端，所述图像处理模块(5)的输出端连接有所述线缆质检模块(6)的输入端，所述线缆质检模块(6)的输出端连接有所述数据统计模块(7)的输入端。2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉识别的线缆质检系统，其特征在于：所述图像处理模块(5)的内部设置有图像校正模块(8)和图像增强模块(9)，所述图像校正模块(8)和图像增强模块(9)的整体输出端连接有所述图像处理模块(5)的输入端；所述线缆质检模块(6)的内部设置有线缆目标提取模块(10)、缺陷提取识别模块(11)和缺陷检测模块(12)，所述线缆目标提取模块(10)、缺陷提取识别模块(11)和缺陷检测模块(12)的整体输出端连接有所述线缆质检模块(6)的输入端。3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉识别的线缆质检系统，其特征在于：所述线缆图像采集模块(2)用到两种图像采集设备，分别是CCD摄像机和CMOS摄像机，其中，CCD摄像机属于一种典型的电耦合器件，所产生的信号源主要以电荷为主，该信号源主要集中分布于半导体单晶材料上，CMOS摄像机属于一种典型的光电转换器件，主要集中分布于金属氧化物半导体材料上，所述线缆图像采集模块(2)在充分结合检测尺寸范围芯片的基础上，将镜头的视野尺寸设置在15mm以上，最终将ZML1010镜头规格作为最终选用的镜头。4.如权利要求1所述的一种基于机器视觉识别的线缆质检系统，其特征在于：所述无线网络模块(3)利用Zigbee2007的协议栈为基础设计的，其提供了应用程序接口函数，调用API可以实现以下功能：
①
协调器节点能够实现自动建立网络
②
终端节点能够自动发现协调器节点，如果加入网络后，可以实现与协调器节点的自动化绑定
③
采用端到端确认的发送模式，终端节点能够将收集到的数据周期性的发送给协调器节点
④
如果终端节点没有收到协调器节点的确认消息，它将解除与该协调器节点的绑定，继而重新发现协调器节点并与其建立绑定。5.如权利要求1所述的一种基于机器视觉识别的线缆质检系统，其特征在于：所述处理器模块(4)使用ATmegal28单片机作为GCPU，串行芯片为24AA1048，实时时钟芯片为AMI8563；主控制模块的功能在于对电池组进行采样，控...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖伟才，李纲，李其源，
申请(专利权)人：梅州达士通精密工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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