CN109507201A - 一种基于机器视觉的结构胶检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种基于机器视觉的结构胶检测系统，系统设有用于折反射胶合面的棱镜，所述棱镜的折射面固定在相机的镜头上，所述相机输出所采集的图像信号至PLC工控机，所述PLC工控机设有用于图像处理的处理器、用于存储图像的存储器、用于显示结果的显示器，所述相机输出图像信号至处理器，所述处理器输出图像和结果信号至存储器存储，所述处理器输出结果信号至显示器。本发明的优点在于可快速且准确的检测出缺陷部分，对缺陷面积大于可允许缺陷面积的飞机舱门进行再加工处理；图像处理过程中可实时显示缺陷位置和尺寸，以便于工人定位进行二次加工。
Description
技术领域
本发明涉及飞机舱门结构胶缺陷检测领域。
背景技术
飞机舱门粘合胶质量检测时，需要人工手持棱镜，对飞机舱门玻璃粘合质量进行肉眼检测分析，利用肉眼检测飞机舱门玻璃粘合胶质量时，不仅效率低、耗时耗力，而且长时间的检测工作会使工作人员疲劳，更加容易出现漏检、错检的问题，并且当出现粘合胶缺陷问题不能进行保存分析。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够快速、可靠的对飞机舱门粘合胶质量进行检测的系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于机器视觉的结构胶检测系统，系统设有用于折反射胶合面的棱镜，所述棱镜的折射面固定在相机的镜头下方，所述相机输出所采集的图像信号至PLC工控机，所述PLC工控机设有用于图像处理的处理器、用于存储图像的存储器、用于显示结果的显示器，所述相机输出图像信号至处理器，所述处理器输出图像和结果信号至存储器存储，所述处理器输出结果信号至显示器。
所述相机上固定有用于照射胶合面的光源。
系统设有固定相机和光源的支架，所述支架底部固定有滚轮，所述滚轮用于支撑支架沿胶合面行走，所述滚轮的转轴上固接有信号齿，所述支架上固定有读取信号齿的读取器，所述读取器输出滚轮行走距离信号至处理器，所述处理器输出拍照驱动信号至相机。
基于所述结构胶检测系统的检测方法：
步骤1、图像采集，沿待检测的胶合面拍摄连续的图像信息；
步骤2、图像拼接，将连续的图像信息按照拍摄顺序拼接，构成完整的待检测的胶合面；
步骤3、图像处理，对拼接后的图像进行图像处理算法对胶合面缺陷的数据处理和分析；
步骤4、结果显示，将处理后的图像显示在显示器上。
所述步骤1图像采集时，处理器实时获取滚轮行走距离信号，当行走距离达到设定距离时，发出提示音，并在设定时间后驱动相机进行拍照，如此反复。
所述设定距离小于相机获取图像的高度。
所述步骤2中，采用基于特征的匹配方法，其中特征为稳定的、旋转不变、能克服灰度反转的有效特征。
所述步骤2包括以下步骤：
1)特征点提取；
2)构造特征描述子；
3)特征匹配；
4)变换模型参数估计；
5)图像变换、灰度插值；
6)图像拼接。
本发明的优点在于可快速且准确的检测出缺陷部分，对缺陷面积大于可允许缺陷面积的飞机舱门进行再加工处理；图像处理过程中可实时显示缺陷位置和尺寸，以便于工人定位进行二次加工。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1位图像拼接方法流程图。
具体实施方式
该系统由PLC触发相机和光源，然后进行图像采集，将所得图像发送给工控机进行图像拼接和缺陷检测算法处理，将所得缺陷进行保存，并通过界面显示缺陷。
图像采集模块根据棱镜光路传播和相机成像原理，将棱镜和相机利用该原理集成在一起。首先玻璃门的胶合面通过棱镜的折反射，使光路发生转折，传播到棱镜被观测面，安装在被观察面上方的相机接收到被观测面的光路后，根据光电耦合原理，在靶面上成像，从而实现整个图像采集过程。
相机输出所采集的图像信号至PLC工控机，PLC工控机设有用于图像处理的处理器、用于存储图像的存储器、用于显示结果的显示器，相机输出图像信号至处理器，处理器输出图像和结果信号至存储器存储，处理器输出结果信号至显示器。
为了方便对图像采集操作，系统设有固定相机和光源的支架，支架底部固定有滚轮，滚轮用于支撑支架沿胶合面行走，滚轮的转轴上固接有信号齿，支架上固定有读取信号齿的读取器，读取器输出滚轮行走距离信号至处理器，处理器输出拍照驱动信号至相机。为了保证拍照质量，相机上固定有用于照射胶合面的光源。
基于上述结构胶检测系统的检测方法：
步骤1、图像采集，沿待检测的胶合面拍摄连续的图像信息；
为了方便采集到完整连续的图像信息，处理器实时获取滚轮行走距离信号，当行走距离达到设定距离时，发出提示音，并在设定时间(如2秒)后驱动相机进行拍照，如此反复，提示音发出停顿后再拍照，方便工作人员静止支架(相机)，从而保证拍照的质量，其中设定距离小于相机获取图像的高度，相邻的照片有部分重叠的地方，避免出现部分区域漏拍的情况；
步骤2、图像拼接，将连续的图像信息按照拍摄顺序拼接，构成完整的待检测的胶合面；图像采集后要对图像拼接，这样可以定位到胶合面缺陷所出现的位置以及大小，从而更有利于后面的图像分析；
图像拼接是采用基于特征的匹配方法，所谓的特征是一种稳定的、旋转不变、能克服灰度反转的有效特征，它既能表示一个点的位置，同时也能表示它的局部领域具有一定的模式特征，其配准的步骤如图1所示，包括以下步骤：
1)特征点提取；
2)构造特征描述子；
3)特征匹配；
4)变换模型参数估计；
5)图像变换、灰度插值；
6)图像拼接；
步骤3、图像处理，对拼接后的图像进行图像处理算法对胶合面缺陷的数据处理和分析，从而实现胶合面数据的存档以及直观观测；
步骤4、结果显示，通过视觉设备采集图像经过图像处理后，可以实时的显示在大屏显示器上，同时也进行存储，并在大屏显示器上显示相应量化的缺陷信息，可以放大查看，并能及时的进行记录存储。
Claims (8)
1.一种基于机器视觉的结构胶检测系统，系统设有用于折反射胶合面的棱镜，其特征在于：所述棱镜的折射面固定在相机的镜下方，所述相机输出所采集的图像信号至PLC工控机，所述PLC工控机设有用于图像处理的处理器、用于存储图像的存储器、用于显示结果的显示器，所述相机输出图像信号至处理器，所述处理器输出图像和结果信号至存储器存储，所述处理器输出结果信号至显示器。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的结构胶检测系统，，其特征在于：所述相机上固定有用于照射胶合面的光源。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的结构胶检测系统，，其特征在于：系统设有固定相机和光源的支架，所述支架底部固定有滚轮，所述滚轮用于支撑支架沿胶合面行走，所述滚轮的转轴上固接有信号齿，所述支架上固定有读取信号齿的读取器，所述读取器输出滚轮行走距离信号至处理器，所述处理器输出拍照驱动信号至相机。
4.基于权利要求1、2或3所述结构胶检测系统的检测方法，其特征在于：
步骤1、图像采集，沿待检测的胶合面拍摄连续的图像信息；
步骤2、图像拼接，将连续的图像信息按照拍摄顺序拼接，构成完整的待检测的胶合面；
步骤3、图像处理，对拼接后的图像进行图像处理算法对胶合面缺陷的数据处理和分析；
步骤4、结果显示，将处理后的图像显示在显示器上。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：所述步骤1图像采集时，处理器实时获取滚轮行走距离信号，当行走距离达到设定距离时，发出提示音，并在设定时间后驱动相机进行拍照，如此反复。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述设定距离小于相机获取图像的高度。
7.根据权利要求4、5或6所述的检测方法，其特征在于：所述步骤2中，采用基于特征的匹配方法，其中特征为稳定的、旋转不变、能克服灰度反转的有效特征。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
1)特征点提取；
2)构造特征描述子；
3)特征匹配；
4)变换模型参数估计；
5)图像变换、灰度插值；
6)图像拼接。
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