CN114881954A - 一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法 - Google Patents

一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法 Download PDF

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CN114881954A CN202210456508.7A CN202210456508A CN114881954A CN 114881954 A CN114881954 A CN 114881954A CN 202210456508 A CN202210456508 A CN 202210456508A CN 114881954 A CN114881954 A CN 114881954A
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Abstract

本发明涉及一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，该方法包括：获取橡胶圈的待检测图像及灰度图，对灰度图进行分割得到多个橡胶圈图像，根据每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径确定模板图像；根据橡胶圈图像上像素点、模板图像上像素点的灰度值计算相关系数，根据相关系数及相关系数阈值确定缺陷橡胶圈图像，根据模板图像、缺陷橡胶圈图像对应的像素点的灰度差值确定缺陷橡胶圈图像的缺失面积；根据缺失面积与模板图像的面积计算缺陷橡胶圈图像的损坏程度；获取缺陷橡胶圈图像的二值图像，对每个二值图像进行压缩，将压缩后的数据、损坏程度及中心点坐标进行传输，本发明方法减小了传输数据量，进而提高了传输效率。

Description

一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法。
背景技术
在工业生产过程中，会产生大量的数据进行传输，随着市场对高品质的橡胶圈需求越来越大，如何加快企业的智能化、数字化改造，提升产品质量、提高生产效率是针对每一个橡胶生产工厂都需要考虑的问题。
在橡胶圈的生产过程中，橡胶圈脱模最容易产生缺陷，橡胶的用料不足、橡胶圈脱模过程中产生粘连，导致橡胶圈的变形，所以在脱模后会对橡胶圈进行数据采集，随着不断的进行生产，各类设备产生的数据量也越来越大，数据量巨大会就会造成存储压力和影响传输效率。
因此，需要提供一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，予以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，以解决现有的问题。
本发明的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法采用如下技术方案：该方法包括：
获取模具生产的多个橡胶圈的待检测图像，获取待检测图像的灰度图像；
获取灰度图像中每个橡胶圈的位置并对灰度图像进行分割得到多个橡胶圈图像；
根据橡胶圈图像的每个边缘像素点到其的中心点的距离获取橡胶圈的外径，根据每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径确定模板图像；
根据橡胶圈图像上像素点、模板图像上像素点对应的灰度值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数，根据相关系数及预设的相关系数阈值确定所有橡胶圈图像中的缺陷橡胶圈图像并记录其中心点坐标；
根据模板图像、每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的灰度差值确定每个缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积；
根据缺失面积与模板图像对应的橡胶圈的面积计算对应缺陷橡胶圈图像的损坏程度；
获取所有缺陷橡胶圈图像的二值图像，利用游程编码对每个二值图像进行压缩，将每个缺陷橡胶圈图像对应的压缩后的数据、损坏程度及中心点坐标作为传输数据进行传输。
进一步，获取灰度图像中每个橡胶圈的位置并对灰度图像进行分割得到多个橡胶圈图像的步骤包括：
对灰度图像进行边缘检测得到灰度图像中每个橡胶圈的中心点坐标和所有边缘点坐标；
获取每个橡胶圈的每个边缘点和中心点的距离；
根据每个边缘点和中心点的距离的最大值获取截取框的边长；
根据截取框及每个橡胶圈的中心点坐标对灰度图像中的橡胶圈进行分割得到多个橡胶圈图像。
进一步，根据橡胶圈图像的每个边缘像素点到其的中心点的距离获取橡胶圈的外径的步骤包括：
获取每个橡胶圈图像的所有边缘像素点到其的中心点的距离的均值；
将均值作为该橡胶圈图像对应橡胶圈的外径。
进一步，据每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径确定模板图像的步骤包括：
计算每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径的比值；
获取最大比值对应的橡胶圈图像，并将该橡胶圈图像作为模板图像。
进一步，根据橡胶圈图像上像素点、模板图像上像素点对应的灰度值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数的步骤包括：
获取橡胶圈图像上所有像素点的第一灰度均值，模板图像上所有像素点的第二灰度均值；
计算第一灰度均值与橡胶圈图像上每个像素点的灰度值的第一差值；
计算第二灰度均值与模板图像上每个像素点的灰度值的第二差值；
根据所有的第一差值和第二差值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数。
进一步，根据模板图像、每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的灰度差值确定每个缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积的步骤包括：
获取模板图像中每个像素点的第一灰度值；
获取每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的第二灰度值；
获取缺陷橡胶圈图像中对应像素点的第二灰度值与模板图像中每个像素点的第一灰度值的灰度差值；
获取所有灰度差值小于0所对应的像素点的数量；
根据所有灰度差值小于0所对应的像素点的数量确定缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积。
进一步，根据缺失面积与模板图像对应的橡胶圈的面积计算对应缺陷橡胶圈图像的损坏程度的步骤包括：
根据下式（1）计算损坏程度：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
表示缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
表示模板图像对应的橡胶圈的面积。
本发明的有益效果是：本发明的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，通过模板匹配的方式获取每组模具中的缺陷橡胶圈的缺陷橡胶圈图像的位置及损坏程度，然后获取缺陷橡胶圈图像的二值图像，利用游程编码对二值图像进行压缩，然后根据压缩后的数据、缺陷橡胶圈图像的位置及损坏程度进行传输，减少了生产过程中数据的传输量，进而提高了传输效率，同时利用传输的数据也能实现对缺陷橡胶圈异常原因的分析，进而为后续生产时设备参数的调整提供参考。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法的实施例总体步骤的流程图；
图2为实施例1的步骤2获取橡胶圈图像的流程图；
图3为实施例1的步骤4获取相关系数的流程图；
图4为实施例1的步骤5获取缺失面积的流程图。
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，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法的实施例1，实施例1是针对一个模具一次性成型多个橡胶圈中的缺陷橡胶圈图像的数据传输进行说明的，如图1所示，该方法包括：
S1、获取模具生产的多个橡胶圈的待检测图像，获取待检测图像的灰度图像，具体的，在对橡胶圈模具对应位置设置相应的装置，利用相机采集多个每个模具内一次成型的对各橡胶圈的待检测图像，然后将待检测图像转化为灰度图像。
S2、获取灰度图像中每个橡胶圈的位置并对灰度图像进行分割得到多个橡胶圈图像。
具体的，如图2所示，S21、对灰度图像进行边缘检测得到灰度图像中每个橡胶圈的中心点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE008
和所有边缘点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；S22、获取每个橡胶圈的每个边缘点和中心点的距离；具体的，利用点到点的距离公式计算距离
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；S23、根据每个边缘点和中心点的距离的最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE014
获取截取框的边长a，具体的，截取框的边长
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；S24、根据截取框及每个橡胶圈的中心点坐标对灰度图像中的橡胶圈进行分割得到多个橡胶圈图像，具体的，以
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为截取框的边长，每个橡胶圈的中心点坐标作为截取框中心对灰度图像中的橡胶圈进行截取得到多个橡胶圈图像。
S3、根据橡胶圈图像的每个边缘像素点到其的中心点的距离获取橡胶圈的外径，根据每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径确定模板图像；具体的，获取每个橡胶圈图像的所有边缘像素点到其的中心点的距离的均值；将均值作为该橡胶圈图像对应橡胶圈的外径，获取橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径的比值，获取最大比值对应的橡胶圈图像，并将该橡胶圈图像作为模板图像。
S4、根据橡胶圈图像上像素点、模板图像上像素点对应的灰度值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数，根据相关系数及预设的相关系数阈值确定所有橡胶圈图像中的缺陷橡胶圈图像。
如图3所示，S41、获取橡胶圈图像上所有像素点的第一灰度均值，模板图像上所有像素点的第二灰度均值；S42、计算第一灰度均值与橡胶圈图像上每个像素点的灰度值的第一差值；S43、计算第二灰度均值与模板图像上每个像素点的灰度值的第二差值；S44、根据所有的第一差值和第二差值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数，具体的，根据下式（a）计算相关系数：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
（a）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
表示橡胶圈图像上第i个像素点的灰度值；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
表示模板图像上第i个像素点的灰度值；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示橡胶圈图像上所有像素点的第一灰度均值；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
表示模板图像上所有像素点的第二灰度均值；m表示橡胶圈图像上所有像素点的个数；n表示模板图像上所有像素点的个数。
根据相关系数及预设的相关系数阈值确定所有橡胶圈图像中的缺陷橡胶圈图像的步骤包括：相关系数阈值取0.95，当相关系数
Figure DEST_PATH_IMAGE030
时，说明橡胶圈图像与模板图像具有相关性，当相关系数
Figure DEST_PATH_IMAGE032
时，说明橡胶圈图像和模板图像的相关性较差，即说明橡胶圈图像为缺陷橡胶圈图像，并记录缺陷橡胶圈图像的橡胶圈中心点坐标。
S5、由于生产橡胶的过程中，橡胶原材料添加过量，导致橡胶外部边缘超出，使橡胶圈的内径与外径边缘出现毛边，通过对超出部分进行处理不影响橡胶圈的使用情况，故利用目模板图像与每个橡胶圈图像进行模板匹配，将有缺陷橡胶圈图像上的缺失区域找出来，具体的，根据模板图像、每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的灰度差值确定每个缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积。
具体的，如图4所示，S51、获取模板图像中每个像素点的第一灰度值；S52、获取每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的第二灰度值；S53、获取缺陷橡胶圈图像中对应像素点的第二灰度值与模板图像中每个像素点的第一灰度值的灰度差值；S54、获取所有灰度差值小于0所对应的像素点的数量；S55、根据所有灰度差值小于0所对应的像素点的数量确定缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积。
S6、根据缺失面积与模板图像对应的橡胶圈的面积计算对应缺陷橡胶圈图像的损坏程度；
根据下式（1）计算损坏程度：
Figure 612469DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure 795189DEST_PATH_IMAGE004
表示缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积；
Figure 840505DEST_PATH_IMAGE006
表示模板图像对应的橡胶圈的面积，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
等于0时，说明缺陷橡胶圈图像不存在缺失区域，
Figure 642239DEST_PATH_IMAGE034
越大说明橡胶圈的缺失越大。
S7、获取所有缺陷橡胶圈图像的二值图像，利用游程编码对每个二值图像进行压缩，将每个缺陷橡胶圈图像对应的压缩后的数据、损坏程度及中心点坐标作为传输数据进行传输。具体的，由于二值图像的灰度值是由0和1构成的二值图像，故利用游程编码对每个二值图像进行压缩，二值图像的灰度值为
Figure DEST_PATH_IMAGE036
时，利用游程编码的方式对二值图像的灰度值进行压缩得到的压缩数据即为
Figure DEST_PATH_IMAGE038
，从而提高缺陷橡胶圈图像的压缩率，进而使得压缩后的数据及损坏程度及中心点坐标作为传输数据传输时传输效率更为高效。
本发明的实施例2，实施例2是针对多个模具生产的橡胶圈图像中的缺陷橡胶圈图像的数据进行传输进行说明的。
具体的，当对多个模具生产的橡胶圈图像中的缺陷橡胶圈图像的数据进行传输时，先每个模具进行编码，编码依次为A、B、C……N，即按照模具顺序采集每个模具生产的待检测图像，并得到每个待检测图像对应模具的编码，然后对每个待检测图像采用实施例1的方法获取每个待检测图像中缺陷橡胶图像的二值图像、损坏程度及缺陷橡胶图像中橡胶圈的中心点坐标，利用游程编码的方式对二值图像的灰度值进行压缩得到每个缺陷橡胶图像对应的压缩数据，然后将所有模具对应的待检测图像中的每个缺陷橡胶图像对应的压缩数据、损坏程度及缺陷橡胶图像中橡胶圈的中心点坐标进行压缩，当缺陷橡胶图像为A模具的待检测图像中中心点坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE040
、损坏程度为
Figure 394294DEST_PATH_IMAGE034
A，且其二值图像的灰度值为
Figure 482336DEST_PATH_IMAGE036
时，利用游程编码的方式对二值图像的灰度值进行压缩得到的压缩数据即为
Figure 280528DEST_PATH_IMAGE038
，则该缺陷橡胶图像最终的传输数据即为
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，当传输数据中损坏程度
Figure 885952DEST_PATH_IMAGE034
A连续且重复时也可利用游程编码的方式对其进行压缩，从而提高压缩效率，进而提高传输效率。
还包括：将传输数据进行解压，对解压后的数据进行分析，得到存在缺陷橡胶圈图像的中心点坐标、损坏程度及对应的二值图像，然后通过损坏程度对缺陷橡胶圈图像进行缺陷等级划分，将橡胶圈分为轻度、中度和重度缺陷，通过不同的缺陷等级来判断对不同位置的橡胶圈缺陷的原因，根据对应的缺陷原因可以对后续生产时设备参数的调整提供依据。
综上所述，本发明提供一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，通过模板匹配的方式获取每组模具中的缺陷橡胶圈的缺陷橡胶圈图像的位置及损坏程度，然后获取缺陷橡胶圈图像的二值图像，利用游程编码对二值图像进行压缩，然后根据压缩后的数据、缺陷橡胶圈图像的位置及损坏程度进行传输，减小了生产过程中数据的传输量，进而提高了传输效率，同时利用传输的数据也能实现对缺陷橡胶圈异常原因的分析，进而为后续生产时设备参数的调整提供参考。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，该方法包括：
获取模具生产的多个橡胶圈的待检测图像，获取待检测图像的灰度图像；
获取灰度图像中每个橡胶圈的位置并对灰度图像进行分割得到多个橡胶圈图像；
根据橡胶圈图像的每个边缘像素点到其的中心点的距离获取橡胶圈的外径，根据每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径确定模板图像；
根据橡胶圈图像上像素点、模板图像上像素点对应的灰度值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数，根据相关系数及预设的相关系数阈值确定所有橡胶圈图像中的缺陷橡胶圈图像并记录其中心点坐标；
根据模板图像、每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的灰度差值确定每个缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积；
根据缺失面积与模板图像对应的橡胶圈的面积计算对应缺陷橡胶圈图像的损坏程度；
获取所有缺陷橡胶圈图像的二值图像，利用游程编码对每个二值图像进行压缩，将每个缺陷橡胶圈图像对应的压缩后的数据、损坏程度及中心点坐标作为传输数据进行传输。
2.根据权利要求1所述的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，获取灰度图像中每个橡胶圈的位置并对灰度图像进行分割得到多个橡胶圈图像的步骤包括：
对灰度图像进行边缘检测得到灰度图像中每个橡胶圈的中心点坐标和所有边缘点坐标；
获取每个橡胶圈的每个边缘点和中心点的距离；
根据每个边缘点和中心点的距离的最大值获取截取框的边长；
根据截取框及每个橡胶圈的中心点坐标对灰度图像中的橡胶圈进行分割得到多个橡胶圈图像。
3.根据权利要求1所述的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，根据橡胶圈图像的每个边缘像素点到其的中心点的距离获取橡胶圈的外径的步骤包括：
获取每个橡胶圈图像的所有边缘像素点到其的中心点的距离的均值；
将均值作为该橡胶圈图像对应橡胶圈的外径。
4.根据权利要求1所述的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，据每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径确定模板图像的步骤包括：
计算每个橡胶圈图像对应橡胶圈的外径与标准橡胶圈的外径的比值；
获取最大比值对应的橡胶圈图像，并将该橡胶圈图像作为模板图像。
5.根据权利要求1所述的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，根据橡胶圈图像上像素点、模板图像上像素点对应的灰度值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数的步骤包括：
获取橡胶圈图像上所有像素点的第一灰度均值，模板图像上所有像素点的第二灰度均值；
计算第一灰度均值与橡胶圈图像上每个像素点的灰度值的第一差值；
计算第二灰度均值与模板图像上每个像素点的灰度值的第二差值；
根据所有的第一差值和第二差值计算橡胶圈图像与模板图像的相关系数。
6.根据权利要求1所述的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，根据模板图像、每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的灰度差值确定每个缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积的步骤包括：
获取模板图像中每个像素点的第一灰度值；
获取每个缺陷橡胶圈图像对应的像素点的第二灰度值；
获取缺陷橡胶圈图像中对应像素点的第二灰度值与模板图像中每个像素点的第一灰度值的灰度差值；
获取所有灰度差值小于0所对应的像素点的数量；
根据所有灰度差值小于0所对应的像素点的数量确定缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积。
7.根据权利要求1所述的一种用于橡胶生产远程监测的数据传输方法，其特征在于，根据缺失面积与模板图像对应的橡胶圈的面积计算对应缺陷橡胶圈图像的损坏程度的步骤包括：
根据下式（1）计算损坏程度：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表示缺陷橡胶圈图像的橡胶圈的缺失面积；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示模板图像对应的橡胶圈的面积。
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