一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统与流程

本发明属于瑕疵检测，具体涉及一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统。

背景技术：

1、随着我国铁路交通的快速发展，对铁路零件的性能和外观的要求也越来越高，对接触网零部件的质检也越来越严格。有缺陷或瑕疵的铁路零件可能影响铁路运营的安全和效率、导致事故、延误或铁路运营中断，甚至导致重大事故。而传统检测铁路零件瑕疵往往通过人工视觉检查，不仅需要检测人员具有丰富的工作经验，并且要求始终保持高强度的注意力，容易产生视觉疲劳，从而导致检测效率和检测准确率下降，不可避免地会出现误检漏检的现象。

2、而在现代化技术发展下，目前输送线接触网零部件检测通常通过2d图像视觉检测即获取产品表面的图像视频，经过对比程序筛选出瑕疵产品，实现了脱离人工看管的自动化检测水平。然而，在实际生产时，很多基于视觉检测及自动控制的表面瑕疵检测系统在检测时不够全面，对部件整体的瑕疵检测不完全，并且难以及时分拣瑕疵部件，导致瑕疵率保持在一定水平无法下降，需要人工处理，无法有效减少人工的工作量，对降低生产成本无明显作用。

3、中国专利cn113155842a《一种流水线瑕疵检测系统及其方法》公开了一种流水线瑕疵检测系统，通过灰度直方图均衡化后再进行目标检测，找出更加细小不容易发现的瑕疵，同时通过机械臂分拣出瑕疵部件进行人工检查，但该系统对部件整体的瑕疵检测仍不完全，且需要人工处理，无法有效减少人工的工作量，对降低生产成本无明显作用。

4、因此，开发一种对部件整体的瑕疵检测全面、智能化程度高、无需人工处理的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统具有重大意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于解决现有瑕疵检测分拣技术中对部件整体的瑕疵检测仍不完全，且需要人工处理的问题而提供一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，通过综合利用2d图像和3d点云数据的信息，自动化检测和分拣瑕疵部件，可以快速、准确地检测和分拣具有不同瑕疵的接触网零部件，提高了生产线的效率和质量。

2、本发明的另一目的在于提供上述用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣系统。

3、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

4、一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，包括以下步骤：

5、s1、部件输送：识别接触网零部件信息，自动化输送；

6、s2、瑕疵检测：分析接触网零部件数据，检测瑕疵部分；

7、s3、数据融合：融合2d图像和3d点云数据，确定瑕疵部件；

8、s4、部件分拣：分析3d点云数据，剔料夹取。

9、进一步的，所述步骤s1包括：

10、s101、ocr自动识别：ocr识别接触网零部件出料箱编号、生产日期、名称信息；

11、s102、自动化输送：利用传送带将物料自动化进行流水线输送。

12、进一步的，所述步骤s2包括：2d图像分析和3d点云数据分析。

13、更进一步的，所述2d图像分析包括以下步骤：

14、s201、使用图像处理算法提取图像的特征信息，所述特征信息包括形状、纹理、颜色；

15、s202、对图像进行分类，判断每个像素或图像区域是否存在瑕疵；

16、s203、如果瑕疵检测结果为存在瑕疵，则将瑕疵部分分离，以获得更准确的瑕疵区域。

17、更进一步的，所述3d点云数据分析包括：

18、s201’、通过将3d点云数据进行表面重建，生成零部件的三维模型；

19、s202’、对生成的三维模型进行形状分析，提取几何特征；

20、s203’、使用异常检测算法，对3d点云数据进行分析，检测可能存在的异常或离群点。

21、进一步的，所述步骤s3包括：结合2d图像检测目标和3d点云提取局部特征，进行瑕疵分类和定位，编码确定瑕疵部件位置。

22、进一步的，所述步骤s4包括：

23、s401、姿态估计：通过3d点云坐标信息估计瑕疵部件姿态；

24、s402、剔料夹取：根据零件姿态调整，夹取瑕疵部件。

25、一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣系统，包括：

26、接触网零部件输送线：用于输送接触网零部件；

27、光学暗室：用于对接触网零部件进行拍摄，以获得3d点云和2d图片；

28、3d相机：用于捕捉接触网零部件的3d点云，以及相应的2d纹理；

29、图像处理系统：用于处理3d点云和2d图片，检测接触网零部件上的瑕疵；

30、机械臂：用于分拣接触网零部件；

31、控制系统：用于控制整个系统的运行。

32、进一步的，所述控制系统包括：

33、控制器：用于控制传送带的移动和速度；

34、监控系统：用于监视传送带系统的状态；

35、数据采集系统：用于收集传送带系统的运行数据；

36、用户界面：用于监视和控制传送带系统。

37、与现有技术相比本发明的有益效果如下：

38、(1)本发明的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统，通过综合利用2d图像和3d点云数据的信息，可以实现更准确和可靠的接触网零部件瑕疵检测，并通过3d点云数据实时检测瑕疵部件的姿态，及时调整机械臂配合瑕疵部件姿态准确夹取出来，目前已经覆盖约30种部件，并能够根据厂家和现场提供的残次品样本进行不断升级，实现对具有不同瑕疵的接触网零部件的快速、准确检测和分拣。

39、(2)本发明的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统，基于3d点云数据，构建笛卡尔坐标系，不仅有2d的xy轴上信息，还有z轴上表达深度的信息，通过利用3d点云数据映射笛卡尔坐标xyz轴的值作为估计接触网零部件姿态的数据基础，使用2d图像与3d点云数据，可以全方位多方面检测接触网零部件的瑕疵，达到更高的检测精度。

40、(3)本发明的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统，使用了自动化的检测和分拣系统，检测精度高，实时、准确，大大提高了生产效率和生产的自动化程度，提高了生产线的效率和质量，有效减少了人工的工作量，降低了生产成本，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述步骤s1包括：

3.如权利要求1所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述步骤s2包括：2d图像分析和3d点云数据分析。

4.如权利要求3所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述2d图像分析包括以下步骤：

5.如权利要求3所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述3d点云数据分析包括：

6.如权利要求1所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述步骤s3包括：结合2d图像检测目标和3d点云提取局部特征，进行瑕疵分类和定位，编码确定瑕疵部件位置。

7.如权利要求1所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法，其特征在于，所述步骤s4包括：

8.一种应用如权利要求1-7任一项所述的用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法的系统，其特征在于，所述系统包括：

9.如权利要求8所述用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法的系统，其特征在于，所述控制系统包括：

技术总结
本发明提供一种用于输送线的接触网零部件瑕疵检测分拣方法和系统，包括以下步骤：S1、部件输送：识别接触网零部件信息，自动化输送；S2、瑕疵检测：分析接触网零部件数据，检测瑕疵部分；S3、数据融合：融合2D图像和3D点云数据，确定瑕疵部件；S4、部件分拣：分析3D点云数据，剔料夹取；通过综合利用2D图像和3D点云数据的信息，自动化检测和分拣瑕疵部件，可以快速、准确地检测和分拣具有不同瑕疵的接触网零部件，提高了生产线的效率和质量。

技术研发人员：廖衡湘,杜晓,高奇,宋新南,唐春国,苏宏城,刘功
受保护的技术使用者：中铁建电气化局集团第四工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15