CN108414961A - 一种电表电线的检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电表电线的检测装置，底座和安装板均设有一对，安装板之间安装有扫描模块安装座，安装板相对扫描模块安装座对称布置，扫描模块安装座的下端安装有扫描模块，扫描模块安装座上安装有扫描信息处理模块，安装板的一侧安装有滑杆，所述滑杆上滑动安装有探针板，探针板上端安装有处理器，探针板远离处理器的一端安装有探针，探针用于与被测电表上的端子一一对应，安装板的一侧安装有扫描信息发射模块，扫描信息发射模块分别与扫描信息处理模块和处理器连接。本发明还提出根据上述电表电线的检测装置的电表电线检测方法。本发明的电表电线检测装置安全，效率高，准确性好。检测方法能够有效判断电表电线的杂乱程度，检测准确性高。

Description

一种电表电线的检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及电表检测的领域，尤其涉及一种电表电线的检测装置及其检测方法。

背景技术

21世纪是一个充满信息的时代，图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。在二值图像生成以及聚类发面已经有很多成熟的方法。在图像二值化，即把像素点的灰度值设为0或255，即将整个图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果。比较常用的有全局二值化和局部二值化，然而全局图像二值化在表现图像细节方面存在很大缺陷，于是就出现了局部二值化，但是该方法存在的问题在于统一阈值的确定，即在每一个窗口中仍然会出现类似全局二值化的缺点，最后出现了局部自适应二值化的方法，该方法在局部二值化的基础上，对于确定阈值提出了更加合理的方法。但是由于电表中的电线有多类颜色，并不能直接使用已存在的方法进行二值化。现有的电表电线的检测效率低，检测安全性和检测准确性均无法满足实际工作时的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测效率高，准确性好的电表电线的检测装置，检测方法能够有效判断电表电线的杂乱程度，检测准确性高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电表电线的检测装置，包括底座、安装在底座上的探针板以及与探针板连接的处理器，所述处理器用于接受并处理从所述探针板传来的检测信号，所述底座的一侧安装有吸盘，所述底座上端安装有第二活塞，所述第二活塞远离底座的一端安装有第二活塞轴，所述第二活塞轴远离第二活塞的一端安装有安装板，所述底座和安装板均设有一对，所述安装板之间安装有扫描模块安装座，所述安装板相对扫描模块安装座对称布置，所述扫描模块安装座的下端安装有扫描模块，所述扫描模块安装座远离扫描模块的一端安装有扫描信息处理模块，所述安装板的一侧安装有滑杆，所述滑杆上滑动安装有探针板，所述探针板上端安装有处理器，所述探针板远离处理器的一端安装有探针，所述探针用于与被测电表上的端子一一对应，所述安装板的一侧安装有扫描信息发射模块，所述扫描信息发射模块分别与扫描信息处理模块和处理器连接。

进一步的，所述安装板内设有滑槽，所述滑槽内设有滑轮，所述滑轮上通过滑轮衔接轴与扫描模块安装座固定，所述安装板的一侧安装有电机。

进一步的，所述底座上安装有第一活塞，所述第一活塞远离底座的一端安装有第一活塞轴，所述第一活塞轴远离第一活塞的一端安装有吸盘。

进一步的，所述处理器远离探针板的一侧安装有把手。

进一步的，所述探针板远离处理器的一侧安装有第三活塞，所述第三活塞远离探针板的一端安装有第三活塞轴，所述第三活塞轴远离第三活塞的一端安装限位板，所述限位板远离第三活塞轴的一端安装有抵触杆。

进一步的，所述第三活塞和限位板之间且在第三活塞轴的外周设有弹簧。

进一步的，所述抵触杆远离限位板的一端安装有绝缘部。

本发明还提出一种电表电线检测方法，包括如下步骤：S1、将待测电表置于吸盘之间进行固定限位使得电表的端子与探针一一对应，探针板对电表进行检测并将检测数据传递给处理器由处理器分析后进行显示；S2、当S1检测结果通过后，驱动滑轮带动扫描模块对电表进行扫描，扫描的数据由扫描信息处理模块分析并将处理后的数据由扫描信息发射模块传递给处理器分析后显示。

进一步的，所述S2中扫描信息处理模块采用如下方式进行对扫描信息进行处理：a、根据HSV颜色空间进行统计，确定聚类的中心的个数，把RGB空间图像转换为HSV颜色空间，在H和S空间进行统计，确定聚类的中心个数，然后进行聚类确定电线位置，获得二值图；b、使用轮廓匹配的方法，获得区域的外轮廓，与模板的外轮廓进行对比，选在匹配程度最高的区域进行去除；c、找到所有的前景区域，并且获得前景区域的外框，然后进行曲率计算，最后统计图片中在不同数值处曲率的个数，用以决定图中电表的电线是否规整。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、通过吸盘实现底座固定在电表箱的外壁上，通过第二活塞和第二活塞轴配合实现安装板的移动，方便了对电表的检测，通过在安装板上安装滑杆实现探针板在滑杆上滑动，通过推动探针板实现探针板上的探针与待测电表上的端子一一对应，由探针板实现对待测电表进行检测，由处理器实现对探针板检测的信息进行处理，以实现对电表的检测，检测的过程无需拆卸电表，检测效率高，检测结果可靠；由扫描模块对电表进行拍照扫描，完成对电表内电线布局的扫描以获取电表内电线布局的规整程度，由扫描信息处理模块实现对电表扫描后的信息进行处理，以获取电表的信息，判断电表中电线杂乱程度，方便了对电表信息的汇总，实现了对电表内电线杂乱程度的实时掌握，提高了电表检测的效率，降低了检测的劳动强度，大大缩短了检测的时间，提高了检测的准确性。

2、通过在安装板内设滑槽，并在滑槽内安装滑轮，并通过滑轮上的滑轮衔接轴实现与扫描模块安装座连接，由电机驱动扫描模块滑动，实现对电表进行扫描而获取电表扫描信息，最大程度的获取了电表内电线杂乱程度的信息，提高了检测的效率和检测结果的准确性。

3、通过在吸盘与底座之间设置第一活塞和第一活塞轴，通过第一活塞和第一活塞轴配合实现吸盘对电表箱的限位固定，提高了检测的稳定性，使得电表的检测数据更准确。

4、通过设置把手，方便了对探针板的移动，提高了检测的效率。

5、通过在探针板上安装第三活塞和第三活塞轴，并在第三活塞轴的下端安装抵触杆实现了在对探针板移动时，探针接触到检测电表的端子后，第三活塞轴远离第三活塞配合实现了缓冲，有效保护了探针，延长了检测的装置的使用寿命，同时也提高了检测的效率。

6、通过设置弹簧实现了对第三活塞轴远离第三活塞配合后缓冲性能的提高，进一步保护了检测装置，提高了检测装置的使用寿命，有效提高了检测的效率。

7、通过设置绝缘部有效避免了抵触杆对探针板检测的干扰，提高了检测的准确性。

8、通过使用HSV颜色空间对电线提取非常有效，使用轮廓匹配的方法基本上可以去除掉有颜色的杂质，最后使用曲率判断电线的规整程度具有一定的有效性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明提供一种电表电线的检测装置的俯视图；

图2为本发明提供一种电表电线的检测装置的左视图；

图3为本发明提供一种电表电线的检测装置中探针板的主视图；

图4为图3中A处的局部放大示意图；

图中所标各部件名称如下：

1-安装板，2-滑槽，3-电机，4-扫描信息发射模块，5-扫描模块安装座，6-扫描模块，7-滑轮衔接轴，8-滑轮，9-扫描信息处理模块，10-第一活塞，11-第一活塞轴，12-吸盘，13-滑杆，14-处理器，15-把手，16-第二活塞，17-第二活塞轴，18-底座，19-探针板，20-探针，21-第三活塞，22-第三活塞轴，23-弹簧，24-限位板，25-抵触杆，26-绝缘部。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图1-4所示，本发明提供一种电表电线的检测装置，包括底座18、安装在底座18上的探针板19以及与探针板19连接的处理器14，处理器14用于接受并处理从所述探针板19传来的检测信号，底座18的一侧安装有吸盘12，底座18上端安装有第二活塞16，第二活塞16远离底座18的一端安装有第二活塞轴17，第二活塞轴17远离第二活塞16的一端安装有安装板1，底座18和安装板1均设有一对，所述安装板1之间安装有扫描模块安装座5，安装板1相对扫描模块安装座5对称布置，扫描模块安装座5的下端安装有扫描模块6，扫描模块安装座5远离扫描模块6的一端安装有扫描信息处理模块9，安装板1的一侧安装有滑杆13，滑杆13上滑动安装有探针板19，探针板19上端安装有处理器14，探针板19远离处理器14的一端安装有探针20，探针20用于与被测电表上的端子一一对应，安装板1的一侧安装有扫描信息发射模块4，扫描信息发射模块4分别与扫描信息处理模块9和处理器14连接。通过吸盘12实现底座18固定在电表箱的外壁上，通过第二活塞16和第二活塞轴17配合实现安装板1的移动，方便了对电表的检测，通过在安装板上安装滑杆13实现探针板19在滑杆13上滑动，通过推动探针板19实现探针板19上的探针20与待测电表上的端子一一对应，由探针板19实现对待测电表进行检测，由处理器14实现对探针板19检测的信息进行处理，以实现对电表的检测，检测的过程无需拆卸电表，检测效率高，检测结果可靠；由扫描模块6对电表进行拍照扫描，完成对电表内电线布局的扫描以获取电表内电线布局的规整程度，由扫描信息处理模块9实现对电表扫描后的信息进行处理，以获取电表的信息，判断电表中电线杂乱程度，方便了对电表信息的汇总，实现了对电表内电线杂乱程度的实时掌握，提高了电表检测的效率，降低了检测的劳动强度，大大缩短了检测的时间，提高了检测的准确性。

在本实施例中，安装板1内设有滑槽2，滑槽2内设有滑轮8，所述滑轮8上通过滑轮衔接轴7与扫描模块安装座5固定，安装板1的一侧安装有电机3。通过在安装板1内设滑槽2，并在滑槽2内安装滑轮8，并通过滑轮8上的滑轮衔接轴7实现与扫描模块安装座5连接，由电机3驱动扫描模块6滑动，实现对电表进行扫描而获取电表扫描信息，最大程度的获取了电表内电线杂乱程度的信息，提高了检测的效率和检测结果的准确性。

在本实施例中，底座18上安装有第一活塞10，第一活塞10远离底座18的一端安装有第一活塞轴11，第一活塞轴11远离第一活塞10的一端安装有吸盘12。通过在吸盘12与底座18之间设置第一活塞10和第一活塞轴11，通过第一活塞10和第一活塞轴11配合实现吸盘12对电表箱的限位固定，提高了检测的稳定性，使得电表的检测数据更准确。

在本实施例中，处理器14远离探针板19的一侧安装有把手15。通过设置把手15，方便了对探针板19的移动，提高了检测的效率。

在本实施例中，探针板19远离处理器14的一侧安装有第三活塞21，第三活塞21远离探针板19的一端安装有第三活塞轴22，第三活塞轴22远离第三活塞21的一端安装限位板24，限位板24远离第三活塞轴22的一端安装有抵触杆25。通过在探针板19上安装第三活塞21和第三活塞轴22，并在第三活塞轴22的下端安装抵触杆25实现了在对探针板19移动时，探针20接触到检测电表的端子后，第三活塞轴22远离第三活塞21配合实现了缓冲，有效保护了探针20，延长了检测的装置的使用寿命，同时也提高了检测的效率。

在本实施例中，第三活塞和限位板24之间且在第三活塞轴22的外周设有弹簧23。通过设置弹簧23实现了对第三活塞轴22远离第三活塞21配合后缓冲性能的提高，进一步保护了检测装置，提高了检测装置的使用寿命，有效提高了检测的效率。

在本实施例中，抵触杆25远离限位板24的一端安装有绝缘部26。通过设置绝缘部26有效避免了抵触杆25对探针板19检测的干扰，提高了检测的准确性。

采用本发明提供的电表电线的检测装置，进行电表电线的检测，具体方法包括如下步骤：S1、将待测电表置于吸盘之间进行固定限位使得电表的端子与探针一一对应，探针板对电表进行检测并将检测数据传递给处理器由处理器分析后进行显示；S2、当S1检测结果通过后，驱动滑轮带动扫描模块对电表进行扫描，扫描的数据由扫描信息处理模块分析并将处理后的数据由扫描信息发射模块传递给处理器14分析后显示。

S2中，扫描信息处理模块采用如下方式进行对扫描信息进行处理：

a、根据HSV颜色空间，对不同颜色的电线进行提取，首先对H、S空间进行聚类，其中对两个颜色空间分别各设置10个聚类中心，通过统计：红色的H颜色空间值大于0.9，蓝色的H颜色空间值在[0.5,0.7]，绿色的H颜色空间值在[0.3,0.5]，黄色的H颜色空间值在[0.1,0.2]，并且以上都要求S颜色空间值大于0.4，由此可以提取不同颜色的电线，变为二值图像；

b、接着进行形态学处理，去除一些杂质：首先通过电表的位置，把电表区域包括下面透明区域在内的地方抹去，使其值变为0；再使用bwareaopen方法去掉小的白点；使用2*2的kernel做形态学close操作得到初始的图片。然后使用形状匹配的方法去除颜色开关区域。首先我们制作开关模板，生成二值图像。使用opencv的函数findcontours函数得到二值图像开关的轮廓(开关颜色一般为蓝色，因此初期我们自己输入只有蓝色电线的二值图片)。处理过程为首选先对图片进行kernel为3*3做close操作。然后使用python的包mahotas中的label函数对二值图像分区域，它把相邻区域标为同一个区域。根据标签分别对标签所对应的区域与模板做匹配，label＝0为背景除去不做：

1)寻找相同label的区域

2)提取一个tight box仅仅包括标签区域，如果该区域在输入原图片一半以上忽略，否则3)

3)对提取的图片使用opencv的findcontours函数找到外轮廓，再使用matchShapes函数对提取区域外轮廓和模板的外轮廓进行匹配，得到一个dff值。与最小的dff值进行比较，如果比之小，记下label；

遍历之后找到dff最小的即为图片中的轮廓，可能除去不怎么好，因此在找到的label区域分别向上下左右扩大10个单位，均表示开关区域，然后使其值为0；

c、这里使用间隔一个点取点，构成一个三角形，先求出三点确定的三角形的三边长度，再用余弦定理求出一个角，设这个角是∠A，它的对边长度是a，那么这个圆弧的曲率半径就是0.5a/cosA，曲率就是曲率半径的倒数。

然后根据曲率值，统计每个不同的曲率值的个数

对于处理不同颜色电线的重叠，这里首先需要输入同一张图片不同颜色的电线的二值图，然后对其做kernel为3*3的close操作，使用mahotas的label函数对区域进行标签。

由于有些区域其实是同一条线上，所以我们构造了一个链表用来连接同一区域：一个区域b的最上坐标在当前区域a的最下坐标20之内，并且b的最右边离a区域的最优左边距离在50以内或者b的最最左边与a的最右边距离在50以内就表示这两个区域为同一条线上的。寻找过程如下：

首先把每一个区域作为一个node，记录左上和右下的坐标，并且记下label，放入一个nodelist；

I、对每一个nodelist中node寻找一个根据以上原则的最近的node，并且合并这两个node放入一个linklist中，如果没有则一个node为一个linklist，然后把这些linklist放入一个Dict中，key为这些node的label的list，这一个一个循环之后，dict中每一个linklist中至少有一个node。然后，合并dict中的linklist，这些linklist中的key有些重复，就把这些合并边长一个linklist，最后得到的dict中每一个linklist中的key都是唯一的，这样我们把可能是同一区域的电线合并。

II、最后比如是红色与蓝色的重复区域，则分别读入这两个图片，通过I的方法找到有重复的区域，显示即可。

III、根据曲率统计结果，通过设置阈值来控制电线不规范比例，这里我们给出一组阈值的设置结果。横平竖直的线的曲率为0，所以我们利用曲率为0的统计点占所有统计点的比率来判断整个电表中电表的弯曲程度。我们分了3个档：很乱(<0.67)，较乱(0.67<.<0.7)，规范(>0.7),我们一共测试了1755张图片。其中的比例分别是:很乱:375/1755；较乱：1162/1755；规范：217/1755。

通过使用HSV颜色空间对电线提取非常有效，使用轮廓匹配的方法基本上可以去除掉有颜色的杂质，最后使用曲率判断电线的规整程度具有一定的有效性。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种电表电线的检测装置，包括底座、安装在底座上的探针板以及与探针板连接的处理器，所述处理器用于接受并处理从所述探针板传来的检测信号，其特征在于，所述底座的一侧安装有吸盘，所述底座上端安装有第二活塞，所述第二活塞远离底座的一端安装有第二活塞轴，所述第二活塞轴远离第二活塞的一端安装有安装板，所述底座和安装板均设有一对，所述安装板之间安装有扫描模块安装座，所述安装板相对扫描模块安装座对称布置，所述扫描模块安装座的下端安装有扫描模块，所述扫描模块安装座远离扫描模块的一端安装有扫描信息处理模块，所述安装板的一侧安装有滑杆，所述滑杆上滑动安装有探针板，所述探针板上端安装有处理器，所述探针板远离处理器的一端安装有探针，所述探针用于与被测电表上的端子一一对应，所述安装板的一侧安装有扫描信息发射模块，所述扫描信息发射模块分别与扫描信息处理模块和处理器连接。

2.根据权利要求1所述的电表电线的检测装置，其特征在于，所述安装板内设有滑槽，所述滑槽内设有滑轮，所述滑轮上通过滑轮衔接轴与扫描模块安装座固定，所述安装板的一侧安装有电机。

3.根据权利要求1所述的电表电线的检测装置，其特征在于，所述底座上安装有第一活塞，所述第一活塞远离底座的一端安装有第一活塞轴，所述第一活塞轴远离第一活塞的一端安装有吸盘。

4.根据权利要求1所述的电表电线的检测装置，其特征在于，所述处理器远离探针板的一侧安装有把手。

5.根据权利要求1所述的电表电线的检测装置，其特征在于，所述探针板远离处理器的一侧安装有第三活塞，所述第三活塞远离探针板的一端安装有第三活塞轴，所述第三活塞轴远离第三活塞的一端安装限位板，所述限位板远离第三活塞轴的一端安装有抵触杆。

6.根据权利要求5所述的电表电线的检测装置，其特征在于，所述第三活塞和限位板之间且在第三活塞轴的外周设有弹簧。

7.根据权利要求5所述的电表电线的检测装置，其特征在于，所述抵触杆远离限位板的一端安装有绝缘部。

8.一种根据权利要求1-7所述的电表电线的检测装置的电表电线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将待测电表置于吸盘之间进行固定限位使得电表的端子与探针一一对应，探针板对电表进行检测并将检测数据传递给处理器由处理器分析后进行显示；S2、当S1检测结果通过后，驱动滑轮带动扫描模块对电表进行扫描，扫描的数据由扫描信息处理模块分析并将处理后的数据由扫描信息发射模块传递给处理器分析后显示。

9.根据权利要求8所述的电表电线检测方法，其特征在于，所述S2中扫描信息处理模块采用如下方式进行对扫描信息进行处理：a、根据HSV颜色空间进行统计，确定聚类的中心的个数，把RGB空间图像转换为HSV颜色空间，在H和S空间进行统计，确定聚类的中心个数，然后进行聚类确定电线位置，获得二值图；b、使用轮廓匹配的方法，获得区域的外轮廓，与模板的外轮廓进行对比，选在匹配程度最高的区域进行去除；c、找到所有的前景区域，并且获得前景区域的外框，然后进行曲率计算，最后统计图片中在不同数值处曲率的个数，用以决定图中电表的电线是否规整。