管内填充物位置检测方法及装置与流程

本公开涉及工业检测技术领域，具体而言，涉及一种管内填充物位置检测方法及管内填充物位置检测装置。

背景技术：

在日常生活和工作中，笔的应用可谓随处可见，而签字笔由于其自身填充有墨水、书写时流畅省力以及良好的成字效果等优点，越来越受用户欢迎。

目前，在制笔工业中，判断笔的一些标准是否合格依然依赖于人工检测。具体的，在检测非透明笔芯内空气、尾塞油和墨水的高度是否符合标准时，需要检测人员通过肉眼观察的方式或者采用专门的检测工具(如一些手持检测工具)进行检测。这种检测方法的主要缺点在于：一方面，由于是人工检测，单位时间内检测的数据较少，效率较低；另一方面，人的肉眼存在疲劳的情况，可能产生误判误测的情况。

鉴于此，需要一种新的管内填充物位置检测方法及装置，以提高检测效率。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种管内填充物位置检测方法及管内填充物位置检测装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种管内填充物位置检测方法，包括：

选取相同的第一管、第二管和第三管；其中，所述第一管、所述第二管以及所述第三管内均具有填充物，并且所述第一管内所述填充物的高度为第一高度、所述第二管内所述填充物的高度为第二高度以及所述第三管内所述填充物的高度介于所述第一高度与所述第二高度之间；

在相同的图像采集条件下，分别沿轴向方向对所述第一管、所述第二管以及所述第三管进行图像采集，以分别获取第一图像、第二图像和第三图像；

计算所述第一图像与所述第三图像的属性信息的统计学参数Em以及所述第二图像与所述第三图像的所述属性信息的统计学参数Ep；

在所述图像采集条件下，沿轴向方向对一待测管进行图像采集，以获取第四图像；其中，所述待测管与所述第一管、所述第二管以及所述第三管相同且所述待测管内具有所述填充物；

计算所述第三图像与所述第四图像的所述属性信息的统计学参数Ew；以及

比较Ew与Em和Ep，并根据Ew与Em和Ep的比较结果确定所述待测管内所述填充物的高度是否符合预设标准。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一高度为标准高度的第一最大偏差对应的高度，所述第二高度为所述标准高度的第二最大偏差对应的高度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述相同的图像采集条件包括：

所述第一管、所述第二管、所述第三管以及所述待测管所处的光照环境相同；

所述第一管、所述第二管、所述第三管以及所述待测管相对于进行图像采集的图像采集模块的位置相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一管、所述第二管、所述第三管以及所述待测管相对于进行图像采集的图像采集模块的位置相同包括：

所述第一管的轴线、所述第二管的轴线、所述第三管的轴线以及所述待测管的轴线与所述图像采集模块的光轴重合。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像和所述第四图像中，以管的横截面的圆心为圆心并以管的图像半径为半径截取图像，并基于所截取的图像计算所述属性信息的统计学参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述属性信息为像素灰度差。

在本公开的一种示例性实施例中，所述统计学参数为平方平均数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述管内填充物位置检测方法还包括：

在比较出Ew比Em小且Ew比Ep小的情况下，确定所述待测管内所述填充物的高度符合所述预设标准；

在比较出Ew比Em大且Ew比Ep大的情况下，确定所述待测管内所述填充物的高度不符合所述预设标准。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一管、所述第二管、所述第三管和所述待测管为相同的笔芯，以及/或者所述填充物包括空气、尾塞油以及墨水。

根据本公开的一个方面，提供一种管内填充物位置检测装置，包括：

选取模块，用于选取相同的第一管、第二管和第三管；其中，所述第一管、所述第二管以及所述第三管内均具有填充物，并且所述第一管内所述填充物的高度为第一高度、所述第二管内所述填充物的高度为第二高度以及所述第三管内所述填充物的高度介于所述第一高度与所述第二高度之间；

第一图像采集模块，用于在相同的图像采集条件下，分别沿轴向方向对所述第一管、所述第二管以及所述第三管进行图像采集，以分别获取第一图像、第二图像和第三图像；

第一计算模块，用于计算所述第一图像与所述第三图像的属性信息的统计学参数Em以及所述第二图像与所述第三图像的所述属性信息的统计学参数Ep；

第二图像采集模块，用于在所述图像采集条件下，沿轴向方向对一待测管进行图像采集，以获取第四图像；其中，所述待测管与所述第一管、所述第二管以及所述第三管相同且所述待测管内具有所述填充物；

第二计算模块，用于计算所述第三图像与所述第四图像的所述属性信息的统计学参数Ew；以及

确定模块，用于比较Ew与Em和Ep，并根据所述Ew与Em和Ep的比较结果确定所述待测管内所述填充物的高度是否符合预设标准。

在本公开的一些实施例所提供的技术方案中，通过以相同的图像采集条件对三个填充物高度已确定合格的管以及一待测管进行图像采集，并根据所采集的图像之间的差异而得出的统计学参数判断出该待测管内填充物的高度是否合格，一方面，上述过程可以通过处理器、图像采集器等设备自动实现，进而可以在避免人工检测出错的同时提高检测效率；另一方面，通过配置相同的图像采集条件，确保了检测结果的准确性；再一方面，通过将图像之间的差异转换成数字上能够计算出的统计学参数，使得在实现了科学检测的同时进一步提高了检测结果的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的管内填充物位置检测方法的流程图；

图2的(a)和(b)分别示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的笔芯内填充物的透视主视图和笔芯内填充物的俯视图；

图3示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的第一笔芯的尾部环状成像图；

图4示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的第二笔芯的尾部环状成像图；

图5示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的第三笔芯的尾部环状成像图；

图6示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的待测笔芯的尾部环状成像图；以及

图7示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的管内填充物位置检测装置的方框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的步骤。例如，有的步骤还可以分解，而有的步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

图1示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的管内填充物位置检测方法的流程图。

参考图1，所述管内填充物位置检测方法可以包括以下步骤：

S10.选取相同的第一管、第二管和第三管；其中，第一管、第二管以及第三管内均具有填充物，并且第一管内填充物的高度为第一高度、第二管内填充物的高度为第二高度以及第三管内填充物的高度介于第一高度与第二高度之间。

本示例实施方式中，上述第一管、第二管和第三管可以是相同的笔芯，在下面的实施例中，将以笔芯为例进行说明。对应于笔芯，填充物可以包括空气、尾塞油以及墨水等。但本领域技术人员容易理解的是，所述第一管、第二管和第三管也可以是建筑行业所使用的管、日常生活所使用的管或工业领域中所使用的管，如塑料管、钢管、陶瓷管等其他类型的管；所述填充物也可能根据需求的不同而相应变化，因此并不以本示例性实施方式为限。此外，这里所用的术语“相同”可以意指管的材质、尺寸和制造方法均相同，并且本文中所提及的管均是质量合格且符合应用领域标准的管。

所选取的第一管、第二管和第三管均是填充物高度符合标准的管。其中，所述第一管内填充物的高度为第一高度，第一高度可以是一标准高度的第一最大偏差对应的高度，也就是说，第一高度可以是标准高度减去下偏差的高度；所述第二管内填充物的高度为第二高度，第二高度可以是标准高度的第二最大偏差对应的高度，也就是说，第二高度可以是标准高度与上偏差相加所得的高度；以及，所述第三管内填充物的高度为第三高度，且第三高度可以介于所述第一高度与所述第二高度之间。

以上所述的标准高度可以是考虑之前生产经验的结合用户反馈的测量所得或人为设定的高度，本示例性实施方式中对此不做特殊限定。

通过选取三个相同的管且所述三个管内填充物高度符合标准，能够为之后检测步骤提供了较好的检测基础，确保了检测的正确性。

S20.在相同的图像采集条件下，分别沿轴向方向对第一管、第二管以及第三管进行图像采集，以分别获取第一图像、第二图像和第三图像。

本示例实施方式中，相同的图像采集条件可以包括第一管、第二管以及第三管所处的光照环境相同。为达到光照环境相同，可以使用亮度恒定的同轴光源，但本发明不限于此，还可以通过点光源、面光源、透镜等的多种组合方式实现光照环境相同且合适。此外，相同的图像采集条件还可以包括第一管、第二管以及第三管相对于进行图像采集的图像采集模块的位置相同。所述三个管相对于图像采集模块的位置相同一方面可以包括所述上个管距所述图像采集模块的距离相同，另一方面还可以包括所述三个管的轴线与所述图像采集模块的光轴重合。在本公开的示例性实施方式中，图像采集模块可以为工业相机，但本领域技术人员容易理解的是，所述图像采集模块还可以是其他相机或者传感器等。

S30.计算第一图像与第三图像的属性信息的统计学参数Em以及第二图像与第三图像的属性信息的统计学参数Ep。

本示例性实施方式中，图像的属性信息可以是图像之间的像素灰度差，也就是说，所述属性信息可以是两个图像中相同位置像素的灰度之间的差。本示例实施方式中，所述统计学参数可以是平方平均数，即Em为第一图像与第三图像的像素灰度差的平方平均数；Ep第二图像与第三图像的像素灰度差的平方平均数。然而，在本公开的其他示例性实施例中，也根据图像的其他属性信息以及其他统计学参数计算出两个图像之间差异，这同样属于本公开的保护范围。

根据本公开的另一些实施例，可以以图像中管所对应的横截面的圆心为圆心并以管的图像半径为半径截取图像，并基于所截取的图像计算属性信息的统计学参数，从而便于比对。

通过将图像之间的差异转换成数字上能够计算出的统计学参数，在实现科学检测的同时进一步提高了检测结果的准确性。

S40.在图像采集条件下，沿轴向方向对一待测管进行图像采集，以获取第四图像；其中待测管与第一管、第二管以及第三管相同且待测管内具有填充物。

本步骤中的图像采集条件与步骤S20中所述的图像采集条件相同，不再赘述。

S50.计算第三图像与第四图像的属性信息的统计学参数Ew。

将步骤S20中获得的第三图像与步骤S40中获得的第四图像进行对比，通过与步骤S30所述的方法相同的方法得到相对于第三图像与第四图像的统计学参数。

S60.比较Ew与Em和Ep，并根据Ew与Em和Ep的比较结果确定待测管内填充物的高度是否符合预设标准。

举例而言，在比较出Ew比Em小且Ew比Ep小的情况下，可以确定待测管内填充物的高度符合预设标准；在比较出Ew比Em大且Ew比Ep大的情况下，可以确定待测管内填充物的高度不符合预设标准；在比较出Ew介于Em与Ep之间的情况下，可以认为待测管内填充物的高度符合预设标准，也可以认为待测管内填充物的高度不符合预设标准，还可以不进行判断，本示例性实施例中对该情形下的判断结果不进行特殊限定。

根据本公开的另一些实施例，在确定出待测管内填充物的高度符合预设标准的情况下，可以向一报警器发送一正确信号，并且该报警器在接收正确信号之后，可以开启绿灯；在确定出待测试管内填充物的高度不符合预设标准的情况下，可以向该报警器发送一错误信号，并且该报警器在接收错误信号之后，可以开启红灯；以及，在无法确定待测管内填充物的高度是否符合预设标准的情况下，可以向报警器发送一拒绝信号，并且该报警器在接收拒绝信号之后，可以开启黄灯。

在这种情况下，避免了由于人工检测可能出现的问题，同时提高了检测效率。

下面，以第一管、第二管和第三管是相同的笔芯为例并结合实际应用进行进一步的说明。

对应于笔芯，填充物可以包括空气、尾塞油以及墨水。本示例性实施方式不限定尾塞油和墨水的具体类型，但应注意的是，本文中所涉及的尾塞油应当是相同或同一生产批次的尾塞油，并且所涉及的墨水应当是相同或同一生产批次的墨水。

图2的(a)部分和(b)部分分别示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的笔芯内填充物的透视主视图和笔芯内填充物的俯视图。

参考图2中(a)部分，笔芯内填充物可以包括空气100、尾塞油200和墨水300，其中，尾塞油200介于空气100与墨水300之前，起到随墨水移动并密封墨水的作用。图2的(b)部分是笔芯内填充物的俯视图(也就是说，笔头竖直朝下放置时从笔芯的最上端向下观看的示意图)。

可以结合以上步骤S10至步骤S60的描述以及一实例，对确定一待测笔芯内尾塞油和墨水的高度是否符合标准的方法进行说明。

选取相同的第一笔芯、第二笔芯和第三笔芯，其中第一笔芯、第二笔芯以及第三笔芯均填充有尾塞油和墨水。第一笔芯内尾塞油和墨水的高度可以是一标准高度减去小偏差的高度，具体的，第一笔芯内空气高度为19mm，尾塞油高度为9mm，墨水高度为87mm；第二笔芯内尾塞油和墨水的高度可以是标准高度与上偏差相加所得的高度，具体的，第二笔芯内空气高度为15mm，尾塞油高度为7mm，墨水高度为93mm；以及，第三笔芯内尾塞油和墨水的高度可以介于所述第一笔芯内尾塞油和墨水的高度与第二笔芯内尾塞油和墨水的高度之间，具体的，第三笔芯内空气高度为17mm，尾塞油高度为8mm，墨水高度为90mm。

在相同的图像采集条件下，分别沿轴向方向对第一笔芯、第二笔信以及第三笔芯进行图像采集，以分别获得第一笔芯的尾部环状成像图、第二笔芯的尾部环状成像图以及第三笔芯的尾部环状成像图。

图3示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的第一笔芯的尾部环状成像图；图4示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的第二笔芯的尾部环状成像图；以及，图5示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的第三笔芯的尾部环状成像图。

参考图3、图4和图5，分别以图像中笔芯所对应的横截面的圆心为圆心并以笔芯的图像半径为半径截取图像。

计算第一笔芯的尾部环状成像图所截取的部分与第三笔芯的尾部环状成像图所截取的部分的像素灰度差，并计算出所述像素灰度差的平方平均数Em，Em为24.63。

此外，计算第二笔芯的尾部环状成像图所截取的部分与第三笔芯的尾部环状成像图所截取的部分的像素灰度差，并计算出所述像素灰度差的平方平均数Ep，Ep为27.56。

在相同的图像采集条件下，沿轴向方向对一待测笔芯进行图像采集，以获得待测笔芯的尾部环状成像图。其中，该待测笔芯内空气高度为22mm，尾塞油高度为8mm，墨水高度为85mm。

图6示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的待测笔芯的尾部环状成像图。

计算第四笔芯的尾部环状成像图所截取的部分与第三笔芯的尾部环状成像图所截取的部分的像素灰度差，并计算出所述像素灰度差的平方平均数Ew，Ew为67.15。

将Ew与Em和Ep进行比较可知，Ew比Em大且Ew比Ep大，在这种情况下，可以确定该待测笔芯内尾塞油和墨水的高度不符合预设标准。

根据本公开的另一些实施例，在这种情况下，可以向报警器发送一错误信号，并且该报警器在接收改错误信号之后，可以开启红灯，以通知检测人员。

由上可知，通过以相同的图像采集条件对三个填充物高度已确定合格的管以及一待测管进行图像采集，并根据所采集的图像之间的差异而得出的统计学参数判断出该待测管内填充物的高度是否合格，一方面，上述过程可以通过处理器、图像采集器等设备实现检测过程，可以在避免人工检测出错的同时提高检测效率；另一方面，通过配置相同的图像采集条件，确保了检测结果的准确性；再一方面，通过将图像之间的差异转换成数字上能够计算出的统计学参数，使得在实现了科学检测的同时进一步提高了检测结果的准确性。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

进一步的，本示例实施方式中还提供了一种管内填充物位置检测装置。

图7示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的管内填充物位置检测装置的方框图。

参考图7，根据本公开的示例性实施方式的管内填充物位置检测装置可以包括选取模块10、第一图像采集模块20、第一计算模块30、第二图像采集模块40、第二计算模块50以及确定模块60，其中：

选取模块10，可以用于选取相同的第一管、第二管和第三管；其中，所述第一管、所述第二管以及所述第三管内均具有填充物，并且所述第一管内所述填充物的高度为第一高度、所述第二管内所述填充物的高度为第二高度以及所述第三管内所述填充物的高度介于所述第一高度与所述第二高度之间；

第一图像采集模块20，可以用于在相同的图像采集条件下，分别沿轴向方向对所述第一管、所述第二管以及所述第三管进行图像采集，以分别获取第一图像、第二图像和第三图像；

第一计算模块30，可以用于计算所述第一图像与所述第三图像的属性信息的统计学参数Em以及所述第二图像与所述第三图像的所述属性信息的统计学参数Ep；

第二图像采集模块40，可以用于在所述图像采集条件下，沿轴向方向对一待测管进行图像采集，以获取第四图像；其中，所述待测管与所述第一管、所述第二管以及所述第三管相同且所述待测管内具有所述填充物；

第二计算模块50，可以用于计算所述第三图像与所述第四图像的所述属性信息的统计学参数Ew；以及

确定模块60，可以用于比较Ew与Em和Ep，并根据所述Ew与Em和Ep的比较结果确定所述待测管内所述填充物的高度是否符合预设标准。

由于本发明实施方式的程序运行性能分析装置的各个功能模块与上述方法发明实施方式中相同，因此在此不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了程序运行性能分析装置的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方式。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。