CN112630158B - 一种脱膜布残留检测系统及其检测方法 - Google Patents

一种脱膜布残留检测系统及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种脱膜布残留检测系统包括动力单元、检测单元、控制单元和背景板；动力单元用于为碳板的运动提供动力，检测单元包括检测相机和检测光源，用于检测碳板上是否有脱膜布残留；控制单元根据检测单元实时采集碳板的像素信息，判断脱膜布是否有残留。本发明通过检测单元的设置对不同规格的碳板进行图像采集作为模板，便于控制器对不同规格的碳板的检测区段图像进行比对，通过模板对比的方式对碳板图像的脱膜布残留进行判断，并且将每一帧图片均进行模板对比，有效规避了因脱膜布细长条的残留形状，面积较小，基于面积检测方式容易漏检的问题，提高了检测的准确性。

Description

一种脱膜布残留检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及复合材料检测技术领域，尤其涉及一种脱膜布残留检测系统及其检测方法极其检测方法。
背景技术
复合材料是高性能制品的物质基础，是先进设计理念和技术得以实现的重要保证，复合材料具有其轻质高强的结构优点。碳纤维板作为一种混合复合材料板广泛用于新能源汽车、航天航空、轨道交通等领域。碳纤维板在生产加工过程中，需要对碳板上的脱膜布进行剥离，但脱膜布往往会因为受力不均导致碳板两边具有残留，影响该产品的合格率。但实际生产中碳板长度非常长，只能进行分段检测，但脱膜布残留的形状为细长条，面积较小，基于面积检测方式容易发生漏检的问题。因此，如何提供一种脱膜布残留检测系统及其检测方法及其检测方法，能对连续碳板上的脱膜布残留进行检测是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种脱膜布残留检测系统及其检测方法及其检测方法，使其更具有实用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种脱膜布残留检测系统及其检测方法及其检测方法，能对连续碳板上的脱膜布残留进行检测。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种脱膜布残留检测系统，包括：动力单元、检测单元、控制单元和背景板；
所述动力单元用于为碳板的运动提供动力，
所述检测单元包括检测相机和检测光源，用于检测碳板上是否有脱膜布残留；
控制单元根据所述检测单元实时采集碳板的像素信息，判断脱膜布是否有残留。
进一步地，所述背景板设置为白色。
一种脱膜布残留检测方法，包括以下步骤：
步骤一、检测相机获取若干不同尺寸的脱膜布无残留的碳板图像，并发送至控制器存储为对比模板；
步骤二、检测相机获取当前检测区段的待处理碳板图像，将采集的待处理碳板图像传输至控制器，控制器对所采集的待处理碳板图像进行视觉图像处理，获取当前检测区段的碳板图像及其碳板边缘点的像素信息；
步骤三、控制器将当前检测区段的碳板图像分割为N个相同尺寸的判断区段，记为第1判断区段，第2判断区段，第3判断区段，，，第N判断区段，所述N≥1，且N为自然数；
步骤四、控制器提取与所述第1判断区段尺寸相同的对比模板，根据对比模板与第1判断区段的平均像素之间的差值确定所述对比模板与所述第1判断区段的对比结果，通过所述对比模板与所述第1判断区段的对比结果判定第1判断区段是否有脱膜布残留，若有残留，控制器输出报警信号；
若无残留，返回步骤四继续对下一连续的判断区段是否有脱膜布残留进行判断，直至N个判断区段均判定无残留，即所述当前检测区段碳板无残留。
进一步地，所述第1判断区段，第2判断区段，第3判断区段，，，第N判断区段为连续碳板区段。
进一步地，所述步骤四中的具体对比步骤为：
S401：求出第N判断区段的平均像素值；
S402：控制器计算第N判断区段的平均像素值与对比模板的平均像素值之间的差值，判断所述差值是否大于或等于第一阈值，
若是，则进入初步判定第N判断区段有脱膜布残留，
若否，则判定第N判断区段无脱膜布残留，返回步骤四，进行下一连续的判断区段与对比模板的比对。
进一步地，若初步判定第N判断区段有脱膜布残留，则将该判断区段记为目标区段，控制器提取与目标区段连续的上下左右四个区段记为连续区段，所述连续区段与所述目标区段的尺寸相同；
S403：计算四个所述连续区段的平均像素值，分别记为S2、S3、S4、S5，将所述目标区段的平均像素值记为S1，
S404：将S1与S2的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S2的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S2的差值小于所述第一阈值，则进入S405；
S405：将S1与S3的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S3的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S3的差值小于所述第一阈值，则进入S406；
S406：将S1与S4的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S4的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S4的差值小于所述第一阈值，则进入S407；
S407：将S1与S5的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S5的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，进一步判定所述当前检测区段有脱膜布残留，控制器输出报警信号，
若S1与S5的差值小于所述第一阈值，则判定第1判断区段无脱膜布残留，返回步骤四，进行下一连续的判断区段与对比模板的比对。
进一步地，步骤二中所述控制器对所采集的碳板图像进行视觉图像处理，包括以下步骤：
检测相机对当前检测区段的碳板进行拍摄，采集当前检测区段的待处理碳板图像；
待处理碳板图像进行二值化处理；
待处理碳板图像进行阈值化处理，均获得分割后的背景图像和碳板的图像；
采用形态学中的开操作对待处理碳板图像中的碳板的图像的小干扰点进行过滤，获得处理完成的碳板图像。
进一步地，其特征在于，步骤二中所述获取碳板边缘点的像素信息，包括以下步骤：
S201：分别将两所述处理完成的碳板图像的左上角点作为原点，建立坐标系，
S202：设置读取L行的碳板像素点，L>1，且L为正整数，沿所述X轴的正方向遍历所述图像的第n行的碳板像素点，继续执行S203，其中n≤L，且n为正整数，
S203：根据所述碳板像素点的像素颜色，选取第一个像素颜色为黑色的像素点，记为目标像素点，检测目标像素点的前m个像素点的像素颜色，统计检测后判定所述像素颜色为白色的像素点个数记为a，m>1，且m为正整数，
若所述a＝m，则判定所述目标像素点为碳板的边缘像素点，执行步骤S204
若所述a<m，判定所述目标像素点不是碳板的边缘像素点，则重复执行S203；
S204：检测目标像素点检测目标像素点的后m个像素点的像素颜色，统计检测后判定所述像素颜色为黑色的像素点个数记为b，
若所述b＝m，判定所述目标像素点为碳板的边缘像素点，将第n行的所述边缘像素点坐标信息添加到数组b[L]中，执行步骤S205；
若所述b<m，则判定所述目标像素点不是碳板的边缘像素点，则重复执行S204；
S205：判定所述数组b[L]的边缘像素点的个数是否等于L，
若是，结束遍历；
若否，则重新执行步骤S201。
进一步地，所述当前检测区段的碳板图像的两边缘的边缘点均向内缩进预设像素点，作为所述判断区段的分割基础。
本发明的有益效果为：本发明通过模板对比的方式对碳板图像的脱膜布残留进行判断，并且将每一帧图片均进行模板对比，提高了检测的准确性，有效规避了因脱膜布细长条的残留形状，面积较小，基于面积检测方式容易漏检的问题。本发明通过设置将当前检测区段的碳板图像均分为若干判断区段，进一步提高了检测的准确性，同时便于后期对有残留碳板的精准处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明实施例中脱膜布残留检测方法的流程示意图；
图2为背景技术中碳板上脱膜布残留的示意图；
图3为本发明实施例中脱膜布残留检测系统的示意图；
附图标记：检测相机1、检测光源2、碳板3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。
如图2所示的一种脱膜布残留检测系统，包括：动力单元、检测单元、控制单元和背景板；
动力单元用于为碳板3的运动提供动力，
检测单元包括检测相机1和检测光源2，用于检测碳板上是否有脱膜布残留；
控制单元根据检测单元实时采集碳板3的像素信息，判断脱膜布是否有残留。
作为上述实施例的优选，背景板设置为白色。
如图1所示的一种脱膜布残留检测方法，包括以下步骤：
步骤一、检测相机1获取若干不同尺寸的脱膜布无残留的碳板图像，并发送至控制器存储为对比模板；
步骤二、检测相机1获取当前检测区段的待处理碳板图像，将采集的待处理碳板图像传输至控制器，控制器对所采集的待处理碳板图像进行视觉图像处理，获取当前检测区段的碳板图像及其碳板边缘点的像素信息；
步骤三、控制器将当前检测区段的碳板图像分割为N个相同尺寸的判断区段，记为第1判断区段，第2判断区段，第3判断区段，，，第N判断区段，N≥1，且N为自然数；
步骤四、控制器提取与第1判断区段尺寸相同的对比模板，根据对比模板与第1判断区段的平均像素之间的差值确定对比模板与第1判断区段的对比结果，通过对比模板与第1判断区段的对比结果判定第1判断区段是否有脱膜布残留，若有残留，控制器输出报警信号；
若无残留，返回步骤四继续对下一连续的判断区段是否有脱膜布残留进行判断，直至N个判断区段均判定无残留，即当前检测区段碳板无残留。
需要说明的是，第1判断区段，第2判断区段，第3判断区段，，，第N判断区段为连续碳板区段。在本实施例中，判断区段的尺寸为5*5(5行5列)25个像素点。
本发明通过检测单元的设置对不同规格的碳板进行图像采集作为模板，便于控制器对不同规格的碳板3的检测区段图像进行比对，通过模板对比的方式对碳板图像的脱膜布残留进行判断，并且将每一帧图片均进行模板对比，提高了检测的准确性，有效规避了因脱膜布细长条的残留形状，面积较小，基于面积检测方式容易漏检的问题。本发明通过设置将当前检测区段的碳板图像均分为若干判断区段，进一步提高了检测的准确性，同时便于后期对有残留碳板3的精准处理。
作为上述实施例的优选，步骤四中的具体对比步骤为：
S401：求出第N判断区段的平均像素值；
S402：控制器计算第N判断区段的平均像素值与对比模板的平均像素值之间的差值，判断差值是否大于或等于第一阈值，
若是，则进入初步判定第N判断区段有脱膜布残留，
若否，则判定第N判断区段无脱膜布残留，返回步骤四，进行下一连续的判断区段与对比模板的比对。
需要说明的是，由于碳板为黑色，脱膜布为透明白色，当判断区域的像素值与对比模板的像素值的差值大于或等于第一阈值时，即判断区域显白色，则判定具有脱膜布，若当判断区域的像素值与对比模板的像素值的差值小于第一阈值时，脱膜布的大小忽略不计或为误差和其他干扰因素导致。在本实施例中，白色点像素值为255，黑色点像素值为0。
作为上述实施例的优选，若初步判定第N判断区段有脱膜布残留，则将该判断区段记为目标区段，控制器提取与目标区段连续的上下左右四个区段记为连续区段，连续区段与目标区段的尺寸相同；
S403：计算四个连续区段的平均像素值，分别记为S2、S3、S4、S5，将目标区段的平均像素值记为S1，
S404：将S1与S2的差值与第一阈值进行比较，若S1与S2的差值大于或等于第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S2的差值小于第一阈值，则进入S405；
S405：将S1与S3的差值与第一阈值进行比较，若S1与S3的差值大于或等于第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S3的差值小于第一阈值，则进入S406；
S406：将S1与S4的差值与第一阈值进行比较，若S1与S4的差值大于或等于第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S4的差值小于第一阈值，则进入S407；
S407：将S1与S5的差值与第一阈值进行比较，若S1与S5的差值大于或等于第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，进一步判定当前检测区段有脱膜布残留，控制器输出报警信号，
若S1与S5的差值小于第一阈值，则判定第1判断区段无脱膜布残留，返回步骤四，进行下一连续的判断区段与对比模板的比对。
本发明通过将连续区段与对比模板进行比对有效避免了脱膜布跨越两个判断区段，导致漏检残留脱膜布的情况，只要有一个方向符合脱膜布的连续，则检测区段具有脱膜布残留，检测不合格，需要输出预警。
作为上述实施例的优选，步骤二中控制器对所采集的碳板图像进行视觉图像处理，包括以下步骤：
检测相机1对当前检测区段的碳板进行拍摄，采集当前检测区段的待处理碳板图像；
待处理碳板图像进行二值化处理；
待处理碳板图像进行阈值化处理，均获得分割后的背景图像和碳板3的图像；
采用形态学中的开操作对待处理碳板图像中的碳板3的图像的小干扰点进行过滤，获得处理完成的碳板图像。
通过控制器对所采集的碳板图像进行视觉图像处理有效排除了灰尘、污染物等干扰点，增加了本发明检测的准确性和有效性。
作为上述实施例的优选，步骤二中获取碳板边缘点的像素信息，包括以下步骤：
S201：分别将两处理完成的碳板图像的左上角点作为原点，建立坐标系，设定图像的长边延伸方向为X轴的正方向，图像的短边延伸方向为Y轴的正方向；
S202：设置读取L行的碳板像素点，L>1，且L为正整数，沿X轴的正方向遍历图像的第n行的碳板像素点，继续执行S203，其中n≤L，且n为正整数，
S203：根据碳板像素点的像素颜色，选取第一个像素颜色为黑色的像素点，记为目标像素点，检测目标像素点的前m个像素点的像素颜色，统计检测后判定像素颜色为白色的像素点个数记为a，m>1，且m为正整数，
若a＝m，则判定目标像素点为碳板3的边缘像素点，执行步骤S204
若a<m，判定目标像素点不是碳板3的边缘像素点，则重复执行S203；
S204：检测目标像素点检测目标像素点的后m个像素点的像素颜色，统计检测后判定像素颜色为黑色的像素点个数记为b，
若b＝m，判定目标像素点为碳板3的边缘像素点，将第n行的边缘像素点坐标信息添加到数组b[L]中，执行步骤S205；
若b<m，则判定目标像素点不是碳板3的边缘像素点，则重复执行S204；
S205：判定数组b[L]的边缘像素点的个数是否等于L，
若是，结束遍历；
若否，则重新执行步骤S201。
在本实施例中，m设置为5。碳板像素点的颜色为黑色，背景板像素点的颜色为白色，本发明通过对每行像素颜色的遍历，找出碳板3的黑色边缘点，此方法准确性高，且计算简单。
作为上述实施例的优选，碳板3的上方和下方均设置有检测相机1，用于对碳板3的正面和背面是否有脱膜布残留进行检测，两检测相机1同时采集碳板正面和背面的待处理碳板图像，当检测区段碳板正面和检测区段碳板背面均未检测出脱膜布残留时，检测区段碳板判定检测合格。
作为上述实施例的优选，为避免边缘的模糊区域，当前检测区段的碳板图像的两边缘的边缘点均向内缩进预设像素点，作为判断区段的分割基础。在本实施例中，边缘点均向内缩进5个像素点。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种脱膜布残留检测系统的检测方法，应用于一种脱膜布残留检测系统，所述检测系统包括：动力单元、检测单元、控制单元和背景板；
所述动力单元用于为碳板(3)的运动提供动力，
所述检测单元包括检测相机(1)和检测光源(2)，用于检测碳板(3)上是否有脱膜布残留；
控制单元根据所述检测单元实时采集碳板(3)的像素信息，判断脱膜布是否有残留；
所述背景板设置为白色；
其特征在于，所述检测系统的检测方法包括以下步骤：
步骤一、检测相机(1)获取若干不同尺寸的脱膜布无残留的碳板图像，并发送至控制器存储为对比模板；
步骤二、检测相机(1)获取当前检测区段的待处理碳板图像，将采集的待处理碳板图像传输至控制器，控制器对所采集的待处理碳板图像进行视觉图像处理，获取当前检测区段的碳板图像及其碳板边缘点的像素信息；
步骤三、控制器将当前检测区段的碳板图像分割为N个相同尺寸的判断区段，记为第1判断区段，第2判断区段，第3判断区段，，，第N判断区段，所述N≥1，且N为自然数；
步骤四、控制器提取与所述第1判断区段尺寸相同的对比模板，根据对比模板与第1判断区段的平均像素之间的差值确定所述对比模板与所述第1判断区段的对比结果，通过所述对比模板与所述第1判断区段的对比结果判定第1判断区段是否有脱膜布残留，若有残留，控制器输出报警信号；
若无残留，返回步骤四继续对下一连续的判断区段是否有脱膜布残留进行判断，直至N个判断区段均判定无残留，即所述当前检测区段碳无残留；
步骤二中所述获取碳板边缘点的像素信息，包括以下步骤：
S201：分别将两所述处理完成的碳板图像的左上角点作为原点，建立坐标系，
S202：设置读取L行的碳板像素点，L＞1，且L为正整数，沿所述X轴的正方向遍历所述图像的第n行的碳板像素点，继续执行S203，其中n≤L，且n为正整数，
S203：根据所述碳板像素点的像素颜色，选取第一个像素颜色为黑色的像素点，记为目标像素点，检测目标像素点的前m个像素点的像素颜色，统计检测后判定所述像素颜色为白色的像素点个数记为a，m＞1，且m为正整数，
若所述a=m，则判定所述目标像素点为碳板(3)的边缘像素点，执行步骤S204
若所述a＜m，判定所述目标像素点不是碳板(3)的边缘像素点，则重复执行S203；
S204：检测目标像素点检测目标像素点的后m个像素点的像素颜色，统计检测后判定所述像素颜色为黑色的像素点个数记为b，
若所述b=m，判定所述目标像素点为碳板(3)的边缘像素点，将第n行的所述边缘像素点坐标信息添加到数组b[L]中，执行步骤S205；
若所述b＜m，则判定所述目标像素点不是碳板(3)的边缘像素点，则重复执行S204；
S205： 判定所述数组b[L]的边缘像素点的个数是否等于L，
若是，结束遍历；
若否，则重新执行步骤S201。
2.根据权利要求1所述的脱膜布残留检测系统的检测方法，其特征在于，所述第1判断区段，第2判断区段，第3判断区段，，，第N判断区段为连续碳板区段。
3.根据权利要求2所述的脱膜布残留检测系统的检测方法，其特征在于，所述步骤四中的具体对比步骤为：
S401：求出第N判断区段的平均像素值；
S402：控制器计算第N判断区段的平均像素值与对比模板的平均像素值之间的差值，判断所述差值是否大于或等于第一阈值，
若是，则进入初步判定第N判断区段有脱膜布残留，
若否，则判定第N判断区段无脱膜布残留，返回步骤四，进行下一连续的判断区段与对比模板的比对。
4.根据权利要求3所述的脱膜布残留检测系统的检测方法，其特征在于，若初步判定第N判断区段有脱膜布残留，则将该判断区段记为目标区段，控制器提取与目标区段连续的上下左右四个区段记为连续区段，所述连续区段与所述目标区段的尺寸相同；
S403：计算四个所述连续区段的平均像素值，分别记为S2、S3、S4、S5，将所述目标区段的平均像素值记为S1，
S404：将S1与S2的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S2的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S2的差值小于所述第一阈值，则进入S405；
S405：将S1与S3的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S3的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S3的差值小于所述第一阈值，则进入S406；
S406：将S1与S4的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S4的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，
若S1与S4的差值小于所述第一阈值，则进入S407；
S407：将S1与S5的差值与所述第一阈值进行比较，若S1与S5的差值大于或等于所述第一阈值，则判定第1判断区段有脱膜布残留，进一步判定所述当前检测区段有脱膜布残留，控制器输出报警信号，
若S1与S5的差值小于所述第一阈值，则判定第1判断区段无脱膜布残留，返回步骤四，进行下一连续的判断区段与对比模板的比对。
5.根据权利要求1所述的脱膜布残留检测系统的检测方法，其特征在于，步骤二中所述控制器对所采集的碳板图像进行视觉图像处理，包括以下步骤：
检测相机(1)对当前检测区段的碳板(3)进行拍摄，采集当前检测区段的待处理碳板图像；
待处理碳板图像进行二值化处理；
待处理碳板图像进行阈值化处理，均获得分割后的背景图像和碳板(3)的图像；
采用形态学中的开操作对待处理碳板图像中的碳板(3)的图像的小干扰点进行过滤，获得处理完成的碳板图像。
6.根据权利要求1所述的脱膜布残留检测系统的检测方法，其特征在于，所述当前检测区段的碳板图像的两边缘的边缘点均向内缩进预设像素点，作为所述判断区段的分割基础。
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