CN109900716A - 一种检测pc构件外观质量的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种检测PC构件外观质量的系统和方法，包括用于带动PC构件运行的传送装置、设置于传送装置上方用于采集PC构件图像信息的扫描相机、用于为扫描相机提供成像光源的光源部件，通过传送装置和扫描相机的配合，可以不受被测物体长度影响，一次性对大型PC构件完整成像。在传送装置侧边并且位于扫描相机下方的位置处设置用于检测PC构件的感应装置，当检测到PC构件时，向扫描相机发送开关控制信号，以触发扫描相机采集PC构件的图像信息。将扫描相机与处理器连接，以便于处理器按照预设的图像处理规则，对接收到的图像信息进行分析，输出PC构件的外观质量分析结果，实现了PC构件外观质量的自动化检测。

Description

一种检测PC构件外观质量的系统和方法

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，特别是涉及一种检测PC构件外观质量的系统和方法。

背景技术

近年来，在国家和行业主管部门的大力支持下，预制装配式建筑取得了快速发展。预制装配式建筑通过前期的设计和策划，可以将二次结构、保温、门窗、外墙装饰等在预制装配设计时集合到预制构件中，大幅度减少现场施工和二次作业，解决了不少现浇建筑的质量问题。与此同时，因为行业发展速度快、熟练工人少、产业配套不成熟等因素，目前在PC构件生产中普遍质量问题，常见的一类问题就是PC构件的外观质量。对于外观要求较高的项目，如清水混凝土项目等，外观质量就会成为主要问题。

目前针对PC构件的外观质量检测采用人工目测方法，当发现有外观缺陷时，应用工具测量有缺陷部位的大小和尺寸。人工检测存在检测效率慢、结果不稳定的问题。当检测PC构件的数量较多时，会耗费大量的人力资源。并且人工检测不易发现PC构件上存在的细小问题，导致出现检测上的遗漏。

可见，如何实现对PC构件外观质量的自动化检测，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种检测PC构件外观质量的系统和方法，可以实现对PC构件外观质量的自动化检测。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种检测PC构件外观质量的系统，包括用于带动PC构件运行的传送装置、设置于所述传送装置上方用于采集所述PC构件图像信息的扫描相机、用于为所述扫描相机提供成像光源的光源部件、设置于所述传送装置侧边并且位于所述扫描相机下方用于检测所述PC构件的感应装置；

所述感应装置与所述扫描相机连接，用于当检测到所述PC构件时，向所述扫描相机发送开关控制信号，以触发所述扫描相机采集PC构件的图像信息；

所述扫描相机与处理器连接，用于向所述处理器传输所述PC构件的图像信息；所述处理器，用于按照预设的图像处理规则，对所述图像信息进行分析，输出所述PC构件的外观质量分析结果。

可选的，在所述传送装置上设置有相机支架，所述扫描相机通过吊杆与所述相机支架连接。

可选的，所述吊杆为电动式可伸缩吊杆；

所述处理器与所述电动式可伸缩吊杆连接，用于依据接收到的PC构件的宽度值，调整所述电动式可伸缩吊杆的长度，从而实现对所述扫描相机高度的调整。

可选的，所述传送装置包括用于放置PC构件的模台以及用于带动所述模台运动的传动轮。

可选的，所述扫描相机为线阵工业相机或面阵工业相机。

可选的，所述光源部件为条形光源；所述条形光源在所述模台上的光源垂面与所述扫描相机在所述模台上的相机垂面不重叠。

可选的，所述处理器与所述条形光源连接，用于依据接收到的PC构件的宽度值，调整所述条形光源的点亮长度。

可选的，当所述扫描相机为面阵工业相机时，所述光源部件为面光源；所述面光源在所述模台上的光源垂面与所述扫描相机在所述模台上的相机垂面重叠。

可选的，所述处理器具体用于对所述图像信息进行中值滤波处理，得到滤波图像；

从所述滤波图像中提取纹理特征值；判断所述纹理特征值的方差是否大于或等于预设方差值；若是，则输出所述PC构件存在板面缺陷的结果；

依据所述滤波图像中各像素点的亮度值，对所述滤波图像进行区域划分；统计亮度值大于或等于预设亮度值的区域面积；判断所述区域面积是否大于或等于预设面积值；若是，则输出所述PC构件存在漏筋缺陷的结果；

判断所述滤波图像中是否存在边缘特征；若是，则输出所述PC构件存在裂纹或孔洞缺陷的结果。

本发明实施例还提供了一种检测PC构件外观质量的方法，适用于上述任意一项所述的系统，所述方法包括：

接收扫描相机传输的PC构件的图像信息；

按照预设的图像处理规则，对所述图像信息进行分析，输出所述PC构件的外观质量分析结果。

可选的，所述按照预设的图像处理规则，对所述图像信息进行分析，输出所述PC构件的外观质量分析结果包括：

对所述图像信息进行中值滤波处理，得到滤波图像；

从所述滤波图像中提取纹理特征值；判断所述纹理特征值的方差是否大于或等于预设方差值；若是，则输出所述PC构件存在板面缺陷的结果；

依据所述滤波图像中各像素点的亮度值，对所述滤波图像进行区域划分；统计亮度值大于或等于预设亮度值的区域面积；判断所述区域面积是否大于或等于预设面积值；若是，则输出所述PC构件存在漏筋缺陷的结果；

判断所述滤波图像中是否存在边缘特征；若是，则输出所述PC构件存在裂纹或孔洞缺陷的结果。

由上述技术方案可以看出，检测PC构件外观质量的系统，包括用于带动PC构件运行的传送装置、设置于传送装置上方用于采集PC构件图像信息的扫描相机、用于为扫描相机提供成像光源的光源部件，通过传送装置带动PC构件运行，并且依据扫描相机成像技术，可以不受被测物体长度影响，一次性对大型PC构件完整成像，提高了系统鲁棒性。为了实现扫描相机的自动化采集，在该技术方案中，在传送装置侧边并且位于扫描相机下方的位置处设置用于检测PC构件的感应装置；感应装置与扫描相机连接，用于当检测到PC构件时，向扫描相机发送开关控制信号，以触发扫描相机采集PC构件的图像信息。并且通过将扫描相机与处理器连接，可以便于处理器按照预设的图像处理规则，对接收到的图像信息进行分析，输出PC构件的外观质量分析结果，实现了PC构件外观质量的自动化检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种检测PC构件外观质量的系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种吊杆长度变换的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种检测PC构件外观质量的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种检测PC构件外观质量的系统。图1为本发明实施例提供的一种检测PC构件外观质量的系统的结构示意图，该系统包括用于带动PC构件运行的传送装置1、设置于传送装置1上方用于采集PC构件图像信息的扫描相机2、用于为扫描相机2提供成像光源的光源部件3。

在本发明实施例中采用扫描相机2采集PC构件的图像信息，可以实现对大尺寸PC构件的扫描。

在具体实现中，扫描相机2可以为线阵工业相机或面阵工业相机。

以线阵工业相机为例，线阵工业相机是逐行成像，需要相机运动或者被测物体运动才能获取完整图像，在本发明实施例中选择被测物体运动来成像，传送装置1带动PC构件运动，以便于扫描相机2可以采集到PC构件完整的外表面图像。

传送装置1具体可以采用模台11和传动轮12组成，其中，模台11可以由传动轮12驱动，PC构件放置于模台11上，传动轮12可以带动模台11运动，从而带动PC构件运动。

扫描相机2成像时需要光源的辅助，光源分布的越均匀获取的图像质量越好，在本发明实施中，为了使得向PC构件表面投射的光源能够均匀的分布，光源部件3可采用条形光源。

采用条形光源时，需要保证条形光源投射的光线与PC构件形成一定的夹角，即保证条形光源在模台11上的光源垂面与扫描相机2在模台上的相机垂面不重叠。

如图1所示，可以将光源部件3设置在扫描相机2侧边，当PC构件位于扫描相机2的正下方时，扫描相机2开始采集PC构件的图像信息，此时光源部件3投射的光线与位于扫描相机2正下方的PC构件形成一定的夹角，从而保证投射到PC构件上的光源可以更加均匀。

条形光源可以由多个并列的LED灯组成，考虑到在实际应用中，不同的PC构件其宽度有所差异，因此，在本发明实施例中，可以根据PC构件的宽度来调整条形光源中LED灯的点亮个数，以保证条形光源投射的光线长度与PC构件的宽度相适应。

在具体实现中，可以将处理器5与条形光源连接，处理器5可以依据接收到的PC构件的宽度值，调整条形光源的点亮长度。

在处理器5中可以预先存储PC构件宽度值和条形光源点亮长度的对应关系。

用户可以在处理器5的用户界面上输入所需扫描的PC构件的宽度值，处理器5依据该对应关系可以确定出条形光源的点亮长度，从而控制相应个数的LED灯点亮。

PC构件的宽度值越大，则所需点亮的LED灯的个数越多，从而保证条形光源投射的光线可以完全覆盖到PC构件的宽度。

在本发明实施例中，扫描相机2也可以采用面阵工业相机，采用面阵工业相机时，光源部件3可以采用条形光源，也可以采用面光源。当采用面光源时，为了保证光源的均匀分布，可以将面光源投射的光线垂直于PC构件的表面上，即保证面光源在模台11上的光源垂面与扫描相机2在模台11上的相机垂面重叠。

在本发明实施例中，为了便于采集PC构件的外表面图像，可以将扫描相机2设置于传送装置1上方，在具体实现中，可以在传送装置1上设置相机支架6，扫描相机2通过吊杆7与相机支架6连接。

当扫描相机2距离模台11的高度固定时，其扫描的宽度范围也相对固定。考虑到不同PC构件的宽度值有所不同，因此在本发明实施例中，吊杆7可以采用可伸缩的吊杆，通过伸缩吊杆7来调整扫描相机2的高度，从而达到调整扫描相机2扫描宽度的目的。

在具体实现中，吊杆7可以为电动式可伸缩吊杆；处理器5与电动式可伸缩吊杆连接，用于依据接收到的PC构件的宽度值，调整电动式可伸缩吊杆的长度，从而实现对扫描相机2高度的调整。

用户可以在处理器5的用户界面上输入所需检测的PC构件的宽度值，在处理器5中可以预先存储PC构件宽度和扫描相机高度值的对应关系，处理器5通过依据该对应关系，可以确定出与接收到的宽度值相适应的扫描相机2的高度值，从而控制电动可伸缩吊杆进行伸缩，以使得扫描相机达到所需的高度值。

如图2所示为本发明实施例提供的一种吊杆长度变换的示意图，通过调节电动式可伸缩吊杆的长度从而改变扫描相机高度。当电动式可伸缩吊杆进行收缩操作时，扫描相机2距离模台的距离值变大，即扫描相机2的高度值变大，此时扫描相机2的扫描范围扩大；当电动式可伸缩吊杆进行外伸操作时，扫描相机2距离模台的距离值变小，即扫描相机2的高度值变小，此时扫描相机2的扫描范围缩小。

除了上述介绍中提及的电动式可伸缩吊杆外，吊杆7也可以采用机械式可伸缩吊杆或者是气动式可伸缩吊杆，在本发明实施例中，对于吊杆7的具体形式不做限定。

采用高度可调节的相机安装方式，可以根据被测PC构件尺寸来调整扫描相机的安装高度，从而适应于不同尺寸的PC构件外观检测。

在本发明实施例中，为了实现扫描相机2的自动化采集，可以设置感应装置4。感应装置4可以设置于传送装置1侧边并且位于扫描相机2下方。感应装置4与扫描相机2连接，用于当检测到PC构件时，向扫描相机2发送开关控制信号，以触发扫描相机2采集PC构件的图像信息。

感应装置4的类型有多种，只要保证当PC构件经过感应装置4的扫描范围时，感应装置4可以检测到PC构件的存在即可。在本发明实施例中，感应装置4可以采用光电传感器。

光电传感器可以包括光发射器和光接收器，如图1所示，在具体实现中，可以将光发射器设置在相机支架6的一侧，将光接收器设置在与光发射器相对应的相机支架6的另一侧。

在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测PC构件从光发射器和光接收器之间经过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号。直至PC构件完全从光电传感器处通过时，此时光电传感器不再输出开关控制信号。

扫描相机2与处理器5连接，用于向处理器5传输PC构件的图像信息；处理器5，用于按照预设的图像处理规则，对图像信息进行分析，输出PC构件的外观质量分析结果。

在具体实现中，处理器5可以对获取的图像信息进行中值滤波处理，得到滤波图像。

不同类型的外观质量问题，在图像信息中的体现形式有所不同，对于PC构件的外观质量问题可以划分成三种类型，第一种类型的外观质量问题包括板面缺陷例如，板面蜂窝、酥松、石子露面等；第二种类型的外观质量问题包括漏筋缺陷；第三种类型的外观质量问题包括孔洞、裂纹缺陷等。

针对于第一种类型的外观质量问题，处理器5可以从滤波图像中提取纹理特征值；判断提取的所有所述纹理特征值的方差是否大于或等于预设方差值；当方差大于或等于预设方差值时，则说明PC构件存在第一种类型的外观质量问题，此时可以输出所述PC构件存在板面缺陷的结果。

针对于第二种类型的外观质量问题，处理器5可以依据滤波图像中各像素点的亮度值，对滤波图像进行区域划分；统计亮度值大于或等于预设亮度值的区域面积；判断区域面积是否大于或等于预设面积值；当区域面积大于或等于预设面积值，则说明PC构件存在第二种类型的外观质量问题，此时可以输出所述PC构件存在漏筋缺陷的结果。

针对于第三种类型的外观质量问题，处理器5可以判断所述滤波图像中是否存在边缘特征；当滤波图像中存在边缘特征时，则说明PC构件存在第三种类型的外观质量问题，此时可以输出所述PC构件存在裂纹或孔洞缺陷的结果。

如图3所示为本发明实施例提供的一种检测PC构件外观质量的方法，适用于上述任意一项的系统，方法包括：

S301：接收扫描相机传输的PC构件的图像信息。

扫描相机可以采用线阵工业相机或面阵工业相机，其工作原理类似。以线阵工业相机为例，通过逐行成像可以获取到PC构件完整的外表面图像信息。

S302：按照预设的图像处理规则，对图像信息进行分析，输出PC构件的外观质量分析结果。

针对于PC构件而言，不同类型的外观质量问题，其在图像信息上具有不同的特征反映。在本发明实施例中，可以预先在处理器中存储对图像信息进行特征提取的图像处理规则。

在具体实现中，可以先对图像信息进行中值滤波处理，去除表面灰尘等细颗粒噪声干扰。

通过对中值滤波后的图像信息进行纹理特征提取，来检测PC构件是否存在板面缺陷，例如板面蜂窝、酥松、石子露面等问题。具体的，可以从滤波图像中提取纹理特征值；判断纹理特征值的方差是否大于或等于预设方差值；当纹理特征值的方差大于或等于预设方差值，则输出PC构件存在板面缺陷的结果。

通过对中值滤波后的图像信息进行阈值分割，提取亮区域特征，来检测PC构件是否存在漏筋缺陷。具体的，可以依据滤波图像中各像素点的亮度值，对滤波图像进行区域划分；统计亮度值大于或等于预设亮度值的区域面积；判断区域面积是否大于或等于预设面积值；当区域面积大于或等于预设面积值，则输出PC构件存在漏筋缺陷的结果。

通过对中值滤波后的图像信息进行边缘检测，提取边缘特征来检测PC构件是否存在孔洞、裂纹缺陷。具体的，可以判断滤波图像中是否存在边缘特征；当滤波图像中存在边缘特征时，则输出PC构件存在裂纹或孔洞缺陷的结果。

图3所对应实施例中特征的说明可以参见图1所对应实施例的相关说明，这里不再一一赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种检测PC构件外观质量的系统和方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (10)

1.一种检测PC构件外观质量的系统，其特征在于，包括用于带动PC构件运行的传送装置、设置于所述传送装置上方用于采集所述PC构件图像信息的扫描相机、用于为所述扫描相机提供成像光源的光源部件、设置于所述传送装置侧边并且位于所述扫描相机下方用于检测所述PC构件的感应装置；

所述感应装置与所述扫描相机连接，用于当检测到所述PC构件时，向所述扫描相机发送开关控制信号，以触发所述扫描相机采集PC构件的图像信息；

所述扫描相机与处理器连接，用于向所述处理器传输所述PC构件的图像信息；所述处理器，用于按照预设的图像处理规则，对所述图像信息进行分析，输出所述PC构件的外观质量分析结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述传送装置上设置有相机支架，所述扫描相机通过吊杆与所述相机支架连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述吊杆为电动式可伸缩吊杆；

所述处理器与所述电动式可伸缩吊杆连接，用于依据接收到的PC构件的宽度值，调整所述电动式可伸缩吊杆的长度，从而实现对所述扫描相机高度的调整。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传送装置包括用于放置PC构件的模台以及用于带动所述模台运动的传动轮。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述扫描相机为线阵工业相机或面阵工业相机。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述光源部件为条形光源；所述条形光源在所述模台上的光源垂面与所述扫描相机在所述模台上的相机垂面不重叠。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理器与所述条形光源连接，用于依据接收到的PC构件的宽度值，调整所述条形光源的点亮长度。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述扫描相机为面阵工业相机时，所述光源部件为面光源；所述面光源在所述模台上的光源垂面与所述扫描相机在所述模台上的相机垂面重叠。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于对所述图像信息进行中值滤波处理，得到滤波图像；

从所述滤波图像中提取纹理特征值；判断所述纹理特征值的方差是否大于或等于预设方差值；若是，则输出所述PC构件存在板面缺陷的结果；

依据所述滤波图像中各像素点的亮度值，对所述滤波图像进行区域划分；统计亮度值大于或等于预设亮度值的区域面积；判断所述区域面积是否大于或等于预设面积值；若是，则输出所述PC构件存在漏筋缺陷的结果；

判断所述滤波图像中是否存在边缘特征；若是，则输出所述PC构件存在裂纹或孔洞缺陷的结果。

10.一种检测PC构件外观质量的方法，其特征在于，适用于权利要求1至9任意一项所述的系统，所述方法包括：

接收扫描相机传输的PC构件的图像信息；

按照预设的图像处理规则，对所述图像信息进行分析，输出所述PC构件的外观质量分析结果。