CN111300061B - 一种热管生产装置、生产控制方法及计算机程序产品 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热管生产技术领域，公开了一种热管生产装置、生产控制方法及计算机程序产品，热管生产装置包括：生产视频采集模块、温度采集模块、主控模块、视频增强模块、加热模块、塑形模块、填充模块、切割模块、硬度测试模块、显示模块。本发明通过视频增强模块针对强边界像素、弱边界像素、平滑像素分别给出了判定标准和增强算法，使处理后的图像增强效果更佳；解决了现有技术中增强图像遗留的画面颗粒感严重以及传统的去噪算法在消除噪声数据时带来的图像画质损失、边缘模糊问题，视频图像增强与降噪同时处理，得到更好的画质，从整体提高处理后的图像效果；同时，通过硬度测试模块能够准确测试热管硬度数据。
Description
技术领域
本发明属于热管生产技术领域，尤其涉及一种热管生产装置、生产控制方法及计算机程序产品。
背景技术
在加热热管的蒸发段，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。当加热段在下，冷却段在上，热管呈竖直放置时，工作液体的回流靠重力足可满足，无须毛细结构的管芯，这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。热虹吸管结构简单，工程上广泛应用。然而，现有热管生产装置采集的生产视频不清晰，影响对热管生产安全的监控；同时，对热管硬度测试不准确。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有热管生产装置采集的生产视频不清晰，影响对热管生产安全的监控；同时，对热管硬度测试不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热管生产装置、生产控制方法及计算机程序产品。
本发明是这样实现的，一种热管生产控制方法，包括：步骤一，视频增强模块通过视频增强程序将视频图像输入到GPU；
步骤二，获取所述视频图像中每个像素点的亮度值，根据预设的滤波模板，计算每个像素点的亮度与所述滤波模板对应的能量强度；
设置多个滤波模板，每个滤波模板包括N*M个单元，N、M为自然数；
分别用每个滤波模板对所述视频图像中的N*M个像素进行扫描运算，得到每个像素与每个滤波模板对应的能量强度；
步骤三，根据步骤二计算出的能量强度与预设的阈值，获取所述视频图像中的边界像素、平滑像素和噪声像素；
步骤四，对所述噪声像素进行降噪处理；
步骤五，对所述边界像素、平滑像素进行增强处理；
步骤六，对步骤三获取所述视频图像中的边界像素、平滑像素和噪声像素设置第一强度阈值H和第二强度阈值L；
若目标像素的所有能量强度均小于所述第二强度阈值L，则判定该目标像素为平滑像素；
步骤七，若目标像素的至少一个能量强度大于所述第一强度阈值H，且至少存在一个所述目标像素的周边像素点的一个能量强度大于所述第一强度阈值H，则判定所述目标像素为强边界像素；其中，周边像素点为与目标像素在预定的距离内的像素；
若目标像素的至少一个能量强度大于所述第二强度阈值L且小于所述第一强度阈值H，且至少存在一个所述目标像素的周边像素点的一个能量强度小于所述第二强度阈值L，则判定该目标像素为噪声像素；
步骤八，若目标像素的至少一个能量强度大于所述第二强度阈值L且小于所述第一强度阈值H，且所述目标像素的周边像素点的能量强度均不小于所述第二强度阈值L，则判定该目标像素为弱边界像素；
步骤九，步骤八获取目标像素为弱边界像素后，通过加热模块利用加热设备对热管生产过程进行加热；通过塑形模块利用塑形设备对热管形状进行改造成形；通过填充模块利用填充设备对热管填充镁粉；通过切割模块利用切割机对热管进行切割操作；再通过硬度测试模块将加载有预定载荷的压头压入第一试样的表面来形成凹痕，并检测形成凹痕时的压头的位移量和加载于压头上的测试力，来测量压入曲线；
步骤十，从通过凹痕形成步骤求得的压入曲线的面积，来计算塑性变形引起的做功量Wp；
步骤十一，使用在做功量计算步骤计算出的做功量Wpe和预先确定的系数K，根据公式HVe＝(K/Wpe)2，来计算所述第一试样维氏硬度的估值HVe，
其中，利用公式
预先确定所述系数K，在该公式中HV是第二试样的维氏硬度，Wp是所述第二试样的塑性变形引起的做功量，所述第二试样不同于所述第一试样；
所述第一试样是弹性行为的趋势强的试样；
所述第二试样包括塑性行为的趋势强的试样和表现出弹塑性行为的试样；
步骤十二，步骤十一确定第一试样维氏硬度信息后，通过外观质量检验模块采用特定的预处理方法以得到图像形状特征，包括：
选取热管伸长度(E)参数作为模式样本的特征：
上式中，当E＝1时，图形区域就成了圆形；E越小，伸长度图形区域越呈细长形，设方向码ai在以x0，y0为起始坐标的x轴，y轴上的分量分别是aix，aiy，则有：
宽度：
高度：
圆度：
链的长度
链码中奇数码的数目以n0表示，而链码中偶数码的数目则以nc表示。
进一步，步骤一前需进行：
通过生产视频采集模块利用摄像器采集热管生产过程视频数据。
进一步，采集热管生产过程视频数据后，通过温度采集模块利用温度传感器采集热管生产加热温度数据。
进一步，步骤十二后，通过显示模块利用显示器显示采集的生产视频。
本发明的另一目的在于提供一种热管生产装置，所述热管生产装置包括：
生产视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集热管生产过程视频数据；
温度采集模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器采集热管生产加热温度数据；
主控模块，与生产视频采集模块、温度采集模块、存储模块、视频增强模块、加热模块、塑形模块、填充模块、切割模块、硬度测试模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；
存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器对各项生产参数进行预存储，并根据主控模块的控制指令调出相应的控制参数；
视频增强模块，与主控模块连接，用于通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；
加热模块，与主控模块连接，用于通过加热设备对热管生产过程进行加热；
塑形模块，与主控模块连接，用于通过塑形设备对热管形状进行改造成形；
填充模块，与主控模块连接，用于通过填充设备对热管填充镁粉；
切割模块，与主控模块连接，用于通过切割机对热管进行切割操作；
外观质量检验模块，与主控模块连接，用于根据采集的热管成品图像，基于图像识别技术对产品的外观质量和尺寸参数进行检测；
硬度测试模块，与主控模块连接，用于通过测试设备对热管硬度进行测试；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的生产视频、温度及硬度测试结果。
进一步，所述外观质量检验模块包括：
数据读取单元，用于对采集的视频影像信息进行读取；
图像预处理单元，采用均值滤波对采集的热管图像进行平滑处理，即将图像中的每一个像素的灰度值用这一像素及其周围一定范围邻域内所有像素的平均值来代替；
二值化处理单元，采用阀值法来进行图像的二值化处理，将热管图像与背景图像分割开；
图像分割单元，采用类间方差阈值将图像分割为2个区域，包括背景区域和目标区域；
边缘检测单元，对分割后的图像执行边缘检测操作并输出边缘检测值；
特征提取识别单元，选取图像的特征参数，采用特定的预处理方法以得到图像形状特征，根据图像的不同情况以及热管的图像特征制定不同方案。
进一步，所述主控模块包括：
参数预设单元，用于通过外部输入装置对各个模块的运行参数进行预先设定，并存储到对应的存储模块中；
指令生成模块，用于根据预设参数，调取对应的控制指令；
指令输出单元，将生成的控制指令输出到对应的受控模块中，对对应的模块进行控制。
进一步，所述切割模块包括：
测量单元，用于根据设定的长度参数对热管的长度进行测量；
动作单元，用于通过传动组件对切割动作进行驱动实施；
磨边单元，用于通过打磨组件对切割后的热管的边沿毛刺进行打磨清除。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的热管生产控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的热管生产控制方法。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过视频增强模块针对强边界像素、弱边界像素、平滑像素分别给出了判定标准和增强算法，使处理后的图像增强效果更佳；另外，本发明在图像增强的同时，对于噪声像素进行降噪处理，提高了图像降噪能力，解决了现有技术中增强图像遗留的画面颗粒感严重以及传统的去噪算法在消除噪声数据时带来的图像画质损失、边缘模糊问题，视频图像增强与降噪同时处理，得到更好的画质，从整体提高处理后的图像效果；同时，通过硬度测试模块能够准确测试热管硬度数据。
附图说明
图1是本发明实施例提供的热管生产装置结构框图。
图中：1、生产视频采集模块；2、温度采集模块；3、主控模块；4、视频增强模块；5、加热模块；6、塑形模块；7、填充模块；8、切割模块；9、硬度测试模块；10、显示模块；11、外观质量检验模块。
图2是本发明实施例提供的外观质量检验模块结构框图。
图3是本发明实施例提供的热管生产控制方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的热管生产装置包括：生产视频采集模块1、温度采集模块2、主控模块3、视频增强模块4、加热模块5、塑形模块6、填充模块7、切割模块8、硬度测试模块9、显示模块10。
生产视频采集模块1，与主控模块3连接，用于通过摄像器采集热管生产过程视频数据。
温度采集模块2，与主控模块3连接，用于通过温度传感器采集热管生产加热温度数据。
主控模块3，与生产视频采集模块1、温度采集模块2、视频增强模块4、加热模块5、塑形模块6、填充模块7、切割模块8、硬度测试模块9、显示模块10连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作。
视频增强模块4，与主控模块3连接，用于通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理。
加热模块5，与主控模块3连接，用于通过加热设备对热管生产过程进行加热。
塑形模块6，与主控模块3连接，用于通过塑形设备对热管形状进行改造成形。
填充模块7，与主控模块3连接，用于通过填充设备对热管填充镁粉。
切割模块8，与主控模块3连接，用于通过切割机对热管进行切割操作。
硬度测试模块9，与主控模块3连接，用于通过测试设备对热管硬度进行测试。
显示模块10，与主控模块3连接，用于通过显示器显示采集的生产视频、温度及硬度测试结果。
本发明实施例提供的热管生产装置还包括外观质量检验模块，与主控模块连接，用于根据采集的热管成品图像，基于图像识别技术对产品的外观质量和尺寸参数进行检测。
如图2所示，本发明实施例提供的外观质量检验模块11包括：
数据读取单元，用于对采集的视频影像信息进行读取。
图像预处理单元，采用均值滤波对采集的热管图像进行平滑处理，即将图像中的每一个像素的灰度值用这一像素及其周围一定范围邻域内所有像素的平均值来代替。
二值化处理单元，采用阀值法来进行图像的二值化处理，将热管图像与背景图像分割开。
图像分割单元，采用类间方差阈值将图像分割为2个区域，包括背景区域和目标区域。
边缘检测单元，对分割后的图像执行边缘检测操作并输出边缘检测值。
特征提取识别单元，选取图像的特征参数，采用特定的预处理方法以得到图像形状特征，根据图像的不同情况以及热管的图像特征制定不同方案。
本发明提供的主控模块3包括：
参数预设单元，用于通过外部输入装置对各个模块的运行参数进行预先设定，并存储到对应的存储模块中。
指令生成模块，用于根据预设参数，调取对应的控制指令。
指令输出单元，将生成的控制指令输出到对应的受控模块中，对对应的模块进行控制。
本发明提供的切割模块包括：
测量单元，用于根据设定的长度参数对热管的长度进行测量。
动作单元，用于通过传动组件对切割动作进行驱动实施。
磨边单元，用于通过打磨组件对切割后的热管的边沿毛刺进行打磨清除。
如图3所示，本发明实施例提供的热管生产控制方法包括：
S101，通过生产视频采集模块利用摄像器采集热管生产过程视频数据。通过温度采集模块利用温度传感器采集热管生产加热温度数据。
S102，主控模块通过视频增强模块利用视频增强程序对采集的视频进行增强处理。通过加热模块利用加热设备对热管生产过程进行加热。通过塑形模块利用塑形设备对热管形状进行改造成形。通过填充模块利用填充设备对热管填充镁粉。通过切割模块利用切割机对热管进行切割操作。
S103，通过硬度测试模块利用测试设备对热管硬度进行测试。
S104，通过显示模块利用显示器显示采集的生产视频。
步骤S103进行后，再通过外观质量检验模块采用特定的预处理方法以得到图像形状特征。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
步骤S103通过硬度测试模块利用测试设备对热管硬度进行测试后，本发明再通过采用特定的预处理方法以得到图像形状特征具体包括：
选取热管伸长度(E)参数作为模式样本的特征：
上式中，当E＝1时，图形区域就成了圆形。E越小，伸长度图形区域越呈细长形，设方向码ai在以x0，y0为起始坐标的x轴，y轴上的分量分别是aix，aiy，则有：
宽度：
高度：
圆度：
链的长度
链码中奇数码的数目以n0表示，而链码中偶数码的数目则以nc表示。
实施例2
本发明提供的视频增强模块4增强方法如下：
(1)通过视频增强程序将视频图像输入到GPU。
(2)获取所述视频图像中每个像素点的亮度值，根据预设的滤波模板，计算每个像素点的亮度与所述滤波模板对应的能量强度。
(3)根据步骤(2)计算出的能量强度与预设的阈值，获取所述视频图像中的边界像素、平滑像素和噪声像素。
(4)对所述噪声像素进行降噪处理。
(5)对所述边界像素、平滑像素进行增强处理。
本发明提供的步骤(3)进一步包括以下步骤：
设置第一强度阈值H和第二强度阈值L。
若目标像素的所有能量强度均小于所述第二强度阈值L，则判定该目标像素为平滑像素。
若目标像素的至少一个能量强度大于所述第一强度阈值H，且至少存在一个所述目标像素的周边像素点的一个能量强度大于所述第一强度阈值H，则判定所述目标像素为强边界像素。其中，周边像素点为与目标像素在预定的距离内的像素。
若目标像素的至少一个能量强度大于所述第二强度阈值L且小于所述第一强度阈值H，且至少存在一个所述目标像素的周边像素点的一个能量强度小于所述第二强度阈值L，则判定该目标像素为噪声像素。
若目标像素的至少一个能量强度大于所述第二强度阈值L且小于所述第一强度阈值H，且所述目标像素的周边像素点的能量强度均不小于所述第二强度阈值L，则判定该目标像素为弱边界像素。
本发明提供的步骤(2)进一步包括以下步骤：
获取所述视频图像中每个像素点的亮度值。
设置多个滤波模板，每个滤波模板包括N*M个单元，N、M为自然数。
分别用每个滤波模板对所述视频图像中的N*M个像素进行扫描运算，得到每个像素与每个滤波模板对应的能量强度。
实施例3
本发明提供的硬度测试模块9测试方法如下：
1)通过将加载有预定载荷的压头压入第一试样的表面来形成凹痕，并检测形成凹痕时的压头的位移量和加载于压头上的测试力，来测量压入曲线。
2)从通过凹痕形成步骤求得的压入曲线的面积，来计算塑性变形引起的做功量Wp。
3)使用在做功量计算步骤计算出的做功量Wpe和预先确定的系数K，根据公式HVe＝(K/Wpe)2，来计算所述第一试样维氏硬度的估值HVe，
其中，利用公式
来预先确定所述系数K，在该公式中HV是第二试样的维氏硬度，Wp是所述第二试样的塑性变形引起的做功量，所述第二试样不同于所述第一试样。
所述第一试样是弹性行为的趋势强的试样。
所述第二试样包括塑性行为的趋势强的试样和表现出弹塑性行为的试样。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种热管生产控制方法，其特征在于，所述热管生产控制方法包括：步骤一，视频增强模块通过视频增强程序将视频图像输入到GPU；
步骤二，获取所述视频图像中每个像素点的亮度值，根据预设的滤波模板，计算每个像素点的亮度与所述滤波模板对应的能量强度；
设置多个滤波模板，每个滤波模板包括N*M个单元，N、M为自然数；
分别用每个滤波模板对所述视频图像中的N*M个像素进行扫描运算，得到每个像素与每个滤波模板对应的能量强度；
步骤三，根据步骤二计算出的能量强度与预设的阈值，获取所述视频图像中的边界像素、平滑像素和噪声像素；
步骤四，对所述噪声像素进行降噪处理；
步骤五，对所述边界像素、平滑像素进行增强处理；
步骤六，对步骤三获取所述视频图像中的边界像素、平滑像素和噪声像素设置第一强度阈值和第二强度阈值；
若目标像素的所有能量强度均小于所述第二强度阈值，则判定该目标像素为平滑像素；
步骤七，若目标像素的至少一个能量强度大于所述第一强度阈值，且至少存在一个所述目标像素的周边像素点的一个能量强度大于所述第一强度阈值，则判定所述目标像素为强边界像素；其中，周边像素点为与目标像素在预定的距离内的像素；
若目标像素的至少一个能量强度大于所述第二强度阈值且小于所述第一强度阈值，且至少存在一个所述目标像素的周边像素点的一个能量强度小于所述第二强度阈值，则判定该目标像素为噪声像素；
步骤八，若目标像素的至少一个能量强度大于所述第二强度阈值且小于所述第一强度阈值，且所述目标像素的周边像素点的能量强度均不小于所述第二强度阈值，则判定该目标像素为弱边界像素；
步骤九，步骤八获取目标像素为弱边界像素后，通过加热模块利用加热设备对热管生产过程进行加热；通过塑形模块利用塑形设备对热管形状进行改造成形；通过填充模块利用填充设备对热管填充镁粉；通过切割模块利用切割机对热管进行切割操作；再通过硬度测试模块将加载有预定载荷的压头压入第一试样的表面来形成凹痕，并检测形成凹痕时的压头的位移量和加载于压头上的测试力，来测量压入曲线；
步骤十，从通过凹痕形成步骤求得的压入曲线的面积，来计算塑性变形引起的做功量Wp；
步骤十一，计算出的做功量Wp和预先确定的系数K，根据公式HVe＝(K/Wp)2，来计算所述第一试样维氏硬度的估值HVe，
其中，利用公式
预先确定所述系数K，在该公式中HV是第二试样的维氏硬度，Wp′是所述第二试样的塑性变形引起的做功量，所述第二试样不同于所述第一试样；
所述第一试样是弹性行为的趋势强的试样；
所述第二试样包括塑性行为的趋势强的试样和表现出弹塑性行为的试样；
步骤十二，步骤十一确定第一试样维氏硬度信息后，通过外观质量检验模块采用特定的预处理方法以得到图像形状特征，包括：
选取热管伸长度(E)参数作为模式样本的特征：
上式中，当E＝1时，图形区域就成了圆形；E越小，伸长度图形区域越呈细长形，设方向码ai在以x0，y0为起始坐标的x轴，y轴上的分量分别是aix，aiy，则有：
宽度：
高度：
圆度：
链的长度
链码中奇数码的数目以n0表示，S表示面积，而链码中偶数码的数目则以nc表示；
步骤一前需进行：通过生产视频采集模块利用摄像器采集热管生产过程视频数据；
采集热管生产过程视频数据后，通过温度采集模块利用温度传感器采集热管生产加热温度数据；
步骤十二后，通过显示模块利用显示器显示采集的生产视频；
基于所述热管生产控制方法的热管生产装置包括：
生产视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集热管生产过程视频数据；
温度采集模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器采集热管生产加热温度数据；
主控模块，与生产视频采集模块、温度采集模块、存储模块、视频增强模块、加热模块、塑形模块、填充模块、切割模块、硬度测试模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；
存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器对各项生产参数进行预存储，并根据主控模块的控制指令调出相应的控制参数；
视频增强模块，与主控模块连接，用于通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；
加热模块，与主控模块连接，用于通过加热设备对热管生产过程进行加热；
塑形模块，与主控模块连接，用于通过塑形设备对热管形状进行改造成形；
填充模块，与主控模块连接，用于通过填充设备对热管填充镁粉；
切割模块，与主控模块连接，用于通过切割机对热管进行切割操作；
外观质量检验模块，与主控模块连接，用于根据采集的热管成品图像，基于图像识别技术对产品的外观质量和尺寸参数进行检测；
硬度测试模块，与主控模块连接，用于通过测试设备对热管硬度进行测试；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的生产视频、温度及硬度测试结果；
所述外观质量检验模块包括：
数据读取单元，用于对采集的视频影像信息进行读取；
图像预处理单元，采用均值滤波对采集的热管图像进行平滑处理，即将图像中的每一个像素的灰度值用这一像素及其周围一定范围邻域内所有像素的平均值来代替；
二值化处理单元，采用阀值法来进行图像的二值化处理，将热管图像与背景图像分割开；
图像分割单元，采用类间方差阈值将图像分割为2个区域，包括背景区域和目标区域；
边缘检测单元，对分割后的图像执行边缘检测操作并输出边缘检测值；
特征提取识别单元，选取图像的特征参数，采用特定的预处理方法以得到图像形状特征，根据图像的不同情况以及热管的图像特征制定不同方案；
所述主控模块包括：
参数预设单元，用于通过外部输入装置对各个模块的运行参数进行预先设定，并存储到对应的存储模块中；
指令生成模块，用于根据预设参数，调取对应的控制指令；
指令输出单元，将生成的控制指令输出到对应的受控模块中，对对应的模块进行控制；
所述切割模块包括：
测量单元，用于根据设定的长度参数对热管的长度进行测量；
动作单元，用于通过传动组件对切割动作进行驱动实施；
磨边单元，用于通过打磨组件对切割后的热管的边沿毛刺进行打磨清除。
2.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1所述的热管生产控制方法。
3.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述的热管生产控制方法。
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