CN112907596A - 一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及线圈测量技术领域,涉及一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法。本发明通过对标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,能够有效提高识别效率,只提取边缘区域图像,只保留相关性高的图像信息,可有效减少运算量,提高了检测的实时性;本发明能够实现线圈匝数测量,节省人力成本,提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及线圈测量技术领域,涉及一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法。
背景技术
线圈主要应用于电子产品,利用线圈产生磁力这一原理让磁力转换成动力,制造出电磁铁、继电器、扬声器等。目前大多数生产厂商主要采用人工或者线圈匝数测量仪去检测,如果面对体积小、数量多的被测物品时,人工测量劳动强度大,容易出错。如果测量的不够迅速,将会影响单位时间内的产量。如果测量的不精准,匝数的多少将直接影响着电流的高低,从而影响着产品的品质。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效提高识别效率,可有效减少运算量,节省人力成本的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法。
为了解决上述技术问题,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,包括:
获得标准线圈的图像作为标准测量图像,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘; 通过所述的两幅图像的边缘图像得到标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像;将标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,根据待测线圈图像与标准测量图像的相似程度,确定所述待测线圈的线圈匝数。
在发明一个较佳实施例中,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘之前,包括:
对标准测量图像中标准线圈的边缘进行标定测量基准,以测量基准建立初定位坐标系,获取标准线圈在初定位坐标系中的坐标信息。
在发明一个较佳实施例中,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘,包括:
对获得的标准测量图像进行二值化处理,对二值化图像进行空洞填充,提取标准线圈的轮廓,再通过标准线圈的轮廓在标准测量图像上分割出线圈区域图像。
在发明一个较佳实施例中,将标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,包括:
获得标准测量图像以及待测线圈图像中的点集数据,根据标准线圈轮廓信息、待测线圈轮廓信息分别得到与两者点集数据对应的图像梯度,同时对标准测量图像进行仿射变换处理分离出获得平移匹配部分图像,将平移匹配图像与待测线圈图像进行相似度拟合获得待测量线圈的线圈匝数。
通过上式得到标准测量图像以及待测线圈图像边缘点的图形梯度方向向量点积平均值,以此作为匹配分值进行分值匹配。
S的取值范围[0,1];当S=1时,表示待测量线圈与标准线圈完全一致;当S=0时,表示两者完全不匹配;当S的返回值小于1大于0时,为待测量线圈的匹配分值。
在发明一个较佳实施例中,将待标准线圈轮廓中心与待测量线圈轮廓中心重合,使得待测线圈图像的边缘区域图像与多个标准测量图像进行叠加,通过获得与待测量线圈轮廓重合的检测待标准线圈轮廓确定所述待测量线圈的线圈匝数。
在发明一个较佳实施例中,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘包括:
获取标准测量图像和待测线圈图像中的像素信息:
若所述像素信息的内侧灰度为201、外侧灰度为34、明度大于94,则将渐变像素个数为1个;
若所述像素信息的内侧灰度为150、外侧灰度为60、明度小于31,则将渐变像素个数为3个;
若所述像素信息的内侧灰度为160-180、外侧灰度为30-50、明度范围为83-90,则将渐变像素个数为1-3个。
本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法。
本发明的有益效果:
本发明通过对标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,能够有效提高识别效率,只提取边缘区域图像,只保留相关性高的图像信息,可有效减少运算量,提高了检测的实时性;本发明能够实现线圈匝数测量,节省人力成本,提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法示意图。
图2是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1-2所示,一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,包括:
步骤S10,获得标准线圈的图像作为标准测量图像,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘;
步骤S20,通过所述的两幅图像的边缘图像得到标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像;
步骤S30,将标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,根据待测线圈图像与标准测量图像的相似程度,确定所述待测线圈的线圈匝数。
本发明通过对标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,能够有效提高识别效率,只提取边缘区域图像,只保留相关性高的图像信息,可有效减少运算量,提高了检测的实时性;本发明能够实现线圈匝数测量,节省人力成本,提高工作效率。
具体的,确定标准测量图像和待测线圈图像的边缘,有利于目标的定位和测量,而且图像的边缘一般不容易受到光照的变化、混乱干扰以及遮挡的变化,使得两者相似匹配更加明显,增加了图像配准的鲁棒性。
为了解决线圈匝数测量速度慢、精度低的问题,本发明通过CCD相机等拍摄设备获取产品图像,再对线圈进行数据分析和图像处理,从而实时获取线圈的匝数。
作为可选的实施方式,在步骤S10之前,包括:
对标准测量图像中标准线圈的边缘进行标定测量基准,以测量基准建立初定位坐标系,获取标准线圈在初定位坐标系中的坐标信息。
所述测量基准可以为标准线圈的边缘相交点、中心点、直线或者轮廓边缘。
在本实施例中,获取静止放置在载具上的标准线圈作为标准测量图像导入至visionpro等软件中,对标准线圈先标定测量基准建立初定位坐标系,由于本发明是在线对线圈进行实时测量,这样被测物体在转动或者移动的时候,可以实时定位线圈位置,保证线圈测量的精度。
作为可选的实施方式,在步骤S20,包括:
对获得的标准测量图像进行二值化处理,对二值化图像进行空洞填充,提取标准线圈的轮廓,再通过标准线圈的轮廓在标准测量图像上分割出线圈区域图像,采用对标准测量图像处理方式获得其相对应的边缘区域图像。
根据线圈的直径大小,进行关于相机、镜头、光源的进行适配选型,配置完后,根据线圈的边缘调节焦距然后进行采图。一般采用黑白相机进行采图,当选用彩色相机拍摄后需进行二值化处理,进行空洞填充,这样可以区别整体和局部特征,提取出标准线圈的轮廓。
在本实施例中,对标准测量图像预处理以获取二值化和分割后的单匝标准线圈图像,可以快速找到标准线圈边缘检测线段开始处理,减少了运算量,加快了测量速度。
作为可选的实施方式,在步骤S30,包括:
获得标准测量图像以及待测线圈图像中的点集数据,根据标准线圈轮廓信息、待测线圈轮廓信息分别得到与两者点集数据对应的图像梯度,在匹配的过程中,以点集表示的标准测量图像需要和测量线圈图形中某个特定的位置进行比较,需要对标准测量图像进行仿射变换处理分离出获得平移匹配部分图像,将平移匹配图像与待测线圈图像进行相似度拟合获得待测量线圈的线圈匝数。
其中,为原始坐标矩阵,为变换后的坐标矩阵,为对应的方向梯度,为对应的方向梯度,相当于(x,y)坐标,用以与(x,y)作为区分,是变换后对应的方向向量,是经过i次变换后的X坐标,是经过i次变换后的Y坐标,是第i次变换后的点,是第i次变换后的方向梯度,为点坐标;
通过上式得到标准测量图像以及待测线圈图像边缘点的图形梯度方向向量点积平均值,以此作为匹配分值进行分值匹配,设置最低匹配分值阈值,通过待测量线圈的匹配分值与最低匹配分值阈值比较以此计算获取线圈匝数。
在本实施例中,上式是基于边缘方向模板匹配算法的相似度量函数,当一对对应向量方向相同时,则两者相似度量的值取最大;当一对对应向量方向正交时,则两者相似度量的值为零;当一对对应向量方向相反时,则两者相似度量的值为负值。
使用两者的点集数据和方向梯度作为相似度量函数,避免了计算点集数据和方向梯度的开方运算,有效的减少了计算复杂度和运行时间。
其中,当标准测量图像以及待测线圈图像有点的方向一致,即方向向量的夹角为0°或者180°;
S的取值范围[0,1];
当S=1时,表示待测量线圈与标准线圈完全一致;
当S=0时,表示两者完全不匹配;
当S的返回值小于1大于0时,为待测量线圈的匹配分值。
在本实施例中,为了得到线圈部分的匹配分值,先对标准测量图像以及待测线圈图像预处理以获取预处理和分割后的单匝线圈图像,找到边缘检测线段开始处理,通过分别在标准测量图像以及待测线圈图像使用边缘检测算子得到图像梯度,通过建立线性变换模型分析得出匹配分值,将待测量线圈与标准线圈进行匹配拟合,通过设置分值来得到待测量线圈相应的线圈匝数。
具体的,每个线圈都有相应的计算分值,通过预设出最低分值,将低于这分值的排出,只保留超过最低分值的线圈,最后计算总共的匝数即可。
本发明还可将待标准线圈轮廓中心与待测量线圈轮廓中心重合,使得待测线圈图像的边缘区域图像与多个标准测量图像进行叠加,通过获得与待测量线圈轮廓重合的检测待标准线圈轮廓确定所述待测量线圈的线圈匝数。
具体的,获取多个标准线圈的图像作为初始图像得到其产品特征,图像包含有不同规格、匝数的标准测量图像以及相对应的边缘区域图像;将待测线圈图像与标准测量图像的边缘区域图像进行匹配获得相应线圈匝数,以此快速对待测线圈图像进行测量,有效减少检测模型计算量,缩短检测时间。
本发明还包括将线圈匝数测量仪的两个检测夹分别夹在待测量线圈的进出端上,给线圈匝数测量仪通电,从线圈匝数测量仪上读取线圈匝数数据,通过线圈匝数数据可对刚开始建立图像处理模型的线圈匝数提供参考匝数进行校正,保证测量的精度。
在本实施例中,对待测量线圈进行两侧通电,且第二次通电电压大于第一通电,使测试信号在电压频谱上区分开来,从而提高测试精度。
具体的,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘包括:
获取标准测量图像和待测线圈图像中的像素信息:
若所述像素信息的内侧灰度为201、外侧灰度为34、明度大于94,则将渐变像素个数为1个;
若所述像素信息的内侧灰度为150、外侧灰度为60、明度小于31,则将渐变像素个数为3个;
若所述像素信息的内侧灰度为160-180、外侧灰度为30-50、明度范围为83-90,则将渐变像素个数为1-3个。
通过内侧灰度与外侧灰度两者相差大于100,来提高抓取边缘的对比度,当由黑到白抓取,内侧灰度为201、外侧灰度为34,对比度鲜明,则抓取边缘比较稳;当内侧灰度为150、外侧灰度为60,对比度相对模糊,则抓取边缘精度低,需要更多的渐变像素来确定边缘位置,保证对比度。当由白到黑或者由黑到白的渐变像素个数最好控制在2个或者2个之内最优。
本发明对图像进行加减运算,就是将图像对应的存储矩形点列上的灰度值进行加减运算。图像相加可以将一幅图的内容加到另一幅图像上,可以进行二次曝光,也可以对同一个场景的多幅图像求平均值,这样可以降低噪声。图像相减可以用于运动检测或去除图像中不需要的加性图案。
本发明灰度变换针对独立的像素点进行处理,通过改变原始图像数据所占有的灰度范围而使图像在视觉上得到改观,即原始图像的灰度值进行翻转,使输出图像的灰度随输入图像的灰度增加而减少。假设对灰度级范围是(0,L-1)的图像求反,则图像灰度t=L-1-s。
本实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法。
本实施例提供的计算机可读存储介质存储的计算机程序,除了被处理器执行时实现本发明任意实施例中所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,还可以包括其他程序,以实现具体的业务需求。
通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,其特征在于,包括:
获得标准线圈的图像作为标准测量图像,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘;通过所述的两幅图像的边缘图像得到标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像;将标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,根据待测线圈图像与标准测量图像的相似程度,确定所述待测线圈的线圈匝数。
2.如权利要求1所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,其特征在于,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘之前,包括:
对标准测量图像中标准线圈的边缘进行标定测量基准,以测量基准建立初定位坐标系,获取标准线圈在初定位坐标系中的坐标信息。
3.如权利要求1所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,其特征在于,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘,包括:
对获得的标准测量图像进行二值化处理,对二值化图像进行空洞填充,提取标准线圈的轮廓,再通过标准线圈的轮廓在标准测量图像上分割出线圈区域图像。
4.如权利要求1所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,其特征在于,将标准测量图像和待测线圈图像的边缘区域图像进行匹配,包括:
获得标准测量图像以及待测线圈图像中的点集数据,根据标准线圈轮廓信息、待测线圈轮廓信息分别得到与两者点集数据对应的图像梯度,同时对标准测量图像进行仿射变换处理分离出获得平移匹配部分图像,将平移匹配图像与待测线圈图像进行相似度拟合获得待测量线圈的线圈匝数。
8.如权利要求1所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,其特征在于,
将待标准线圈轮廓中心与待测量线圈轮廓中心重合,使得待测线圈图像的边缘区域图像与多个标准测量图像进行叠加,通过获得与待测量线圈轮廓重合的检测待标准线圈轮廓确定所述待测量线圈的线圈匝数。
9.如权利要求1所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法,其特征在于,提取标准测量图像和待测线圈图像的边缘包括:
获取标准测量图像和待测线圈图像中的像素信息:
若所述像素信息的内侧灰度为201、外侧灰度为34、明度大于94,则将渐变像素个数为1个;
若所述像素信息的内侧灰度为150、外侧灰度为60、明度小于31,则将渐变像素个数为3个;
若所述像素信息的内侧灰度为160-180、外侧灰度为30-50、明度范围为83-90,则将渐变像素个数为1-3个。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的基于图像处理的线圈匝数在线测量方法。
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