一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备及方法与流程

1.本发明涉及卷制品搭口检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备及方法。


背景技术：

2.卷制品在生产成型过程中，机器将卷制完成的卷制品切割成若干等长的卷制品，由于需要将卷制品重新分布排列，有些切割后的卷制品在掉头转向后便形成搭口内排或外排的成型卷制品，图1示出了搭口内排的卷制品，图2示出了搭口外排的卷制品。在此过程中，不同搭口(即内排或外排)的卷制品在质量抽检时会产生差异，对不同搭口内外排的卷制品检测需采用不同的检测标准。因此，对卷制品搭口内排或外排的质检成为重要的一环。
3.在卷制品质量抽检过程中，由人眼对卷制品搭口内排或外排识别分类，不但存在视觉疲劳问题，而且不能快速准确分辨出卷制品搭口为内排还是外排，检测效率低。因此，现需要一种能够准确、快速的检测出卷制品搭口为内排或外排的装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备及方法，以解决现有技术中不能准确、快速的检测出卷制品搭口为内排或外排的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备，包括：
6.工业相机，固定在卷制品的正上方，并使其采集面平行于卷制品的轴心线且能采集到卷制品圆周面的任意位置；
7.夹持旋转机构，卷制品放置在此机构上，并沿顺时针或逆时针匀速转动；
8.光源，发出的光线沿卷制品圆周面且平行于卷制品轴心线轴向分布，光源发出的光线所成平面与工业相机的图像采集面呈直角。
9.一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的方法，包括如下步骤：
10.步骤1：根据卷制品检测范围，裁剪出感兴趣区域；
11.步骤2：对感兴趣区域图像灰度化处理得到灰度图；
12.步骤3：采用二值化方法，将灰度图处理为二值图；
13.步骤4：利用连通域识别方法，得到二值图中的卷制品区域；
14.步骤5：在卷制品区域内，利用工业相机进行垂直于卷制品轴线方向的图像像素阵列扫描，并标记像素点值从0跳变为255的像素点坐标；
15.步骤6：继续阵列扫描，并标记从255跳变到0的像素点坐标，与步骤5中的像素点坐标进行差值运算，得到从0跳变到255再跳变到0值的宽度值；
16.步骤7：利用宽度值w判断卷制品搭口为内排或外排方式，若宽度值大于设定的某一阈值w0，则判断卷制品搭口为外排，若宽度值小于设定的某一阈值w0，则判断卷制品搭口为内排。
17.本发明具有如下优点：
18.利用机器视觉检测卷制品搭口的内排或外排方式，大幅提高了检测效率以及检测准确率，克服了人眼判断卷制品搭口内外排的检测效率及检测准确率低的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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：
20.图1示出了卷制品搭口内排的结构示意图及细节放大图；
21.图2示出了卷制品搭口外排的结构示意图及细节放大图；
22.图3示出了本发明的一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备的整体结构示意图；
23.图4示出了卷制品搭口为内排方式的检测图像处理示意图；
24.图5示出了卷制品搭口为外排方式的检测图像处理示意图。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
26.如图3所示的本发明的一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备包括：
27.工业相机，固定在卷制品的正上方，并使其采集面平行于卷制品的轴心线且能采集到卷制品圆周面的任意位置；
28.夹持旋转机构，卷制品放置在此机构上，并沿顺时针或逆时针匀速转动；
29.光源，发出的光线沿卷制品圆周面且平行于卷制品轴心线轴向分布，光源发出的光线所成平面与工业相机的图像采集面呈直角。
30.将被检测卷制品放置在夹持旋转机构上，卷制品随此机构匀速旋转，在旋转过程中，工业相机实时采集传输图像至上位机。然后再利用算法程序对采集到的图像进行卷制品搭口处亮区宽度计算，进而判断出卷制品的搭口方式为内排或外排，具体方法如下。
31.一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的方法，包括如下步骤：
32.步骤1：根据卷制品检测范围，裁剪出感兴趣区域；
33.步骤2：对感兴趣区域图像灰度化处理得到灰度图；
34.步骤3：采用二值化方法，将灰度图处理为二值图；
35.步骤4：利用连通域识别方法，得到二值图中的卷制品区域；
36.步骤5：在卷制品区域内，利用工业相机进行垂直于卷制品轴线方向的图像像素阵列扫描，并标记像素点值从0跳变为255的像素点坐标；
37.步骤6：继续阵列扫描，并标记从255跳变到0的像素点坐标，与步骤5中的像素点坐标进行差值运算，得到从0跳变到255再跳变到0值的宽度值。
38.步骤7：利用宽度值w判断卷制品搭口为内排或外排方式，若宽度值大于设定的某
一阈值w0，则判断卷制品搭口为外排，若宽度值小于设定的某一阈值w0，则判断卷制品搭口为内排。
39.如图4所示宽度值w1小于阈值w0，则判断卷制品搭口为内排方式；如图5所示宽度值w2大于阈值w0，则判断卷制品搭口为外排方式。
40.利用工业相机的阵列扫描得出如图4和图5的图像，由于光源从卷制品侧面发出，所以图4和图5的下部分区域最亮，上部分区域最暗，由于搭口内排或外排产生凹槽，凹槽的出现导致卷制品搭口内排方式的搭口处亮区宽度较小，外排方式的搭口处亮区宽度较宽，因此可以利用这一现象判断卷制品的搭口排布方式。
41.本发明针对人眼视觉判断卷制品内外排导致效率低下的问题，引入了一种机器视觉检测卷制品搭口内外排的方法，通过对卷制品圆周面图像采集，检测卷制品图像，实现了卷制品搭口内外排自动检测判断的处理。
42.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备，其特征在于，包括：工业相机，固定在卷制品的正上方，并使其采集面平行于卷制品的轴心线且能采集到卷制品圆周面的任意位置；夹持旋转机构，卷制品放置在此机构上，并沿顺时针或逆时针匀速转动；光源，发出的光线沿卷制品圆周面且平行于卷制品轴心线轴向分布，光源发出的光线所成平面与工业相机的图像采集面呈直角。2.一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的方法，利用权利要求1所述的设备，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据卷制品检测范围，裁剪出感兴趣区域；步骤2：对感兴趣区域图像灰度化处理得到灰度图；步骤3：采用二值化方法，将灰度图处理为二值图；步骤4：利用连通域识别方法，得到二值图中的卷制品区域；步骤5：在卷制品区域内，利用工业相机进行垂直于卷制品轴线方向的图像像素阵列扫描，并标记像素点值从0跳变为255的像素点坐标；步骤6：继续阵列扫描，并标记从255跳变到0的像素点坐标，与步骤5中的像素点坐标进行差值运算，得到从0跳变到255再跳变到0值的宽度值；步骤7：利用宽度值w判断卷制品搭口为内排或外排方式，若宽度值大于设定的某一阈值w0，则判断卷制品搭口为外排，若宽度值小于设定的某一阈值w0，则判断卷制品搭口为内排。

技术总结
本发明提供了一种基于机器视觉的检测卷制品搭口内外排的设备及方法，设备结构包括：工业相机，固定在卷制品的正上方，并使其采集面平行于卷制品的轴心线且能采集到卷制品圆周面的任意位置；夹持旋转机构，卷制品放置在此机构上，并沿顺时针或逆时针匀速转动；光源，发出的光线沿卷制品圆周面且平行于卷制品轴心线轴向分布，光源发出的光线所成平面与工业相机的图像采集面呈直角。本发明的技术方案克服现有技术中不能准确、快速的检测出卷制品搭口为内排或外排的问题。口为内排或外排的问题。口为内排或外排的问题。


技术研发人员：岳翔 王鸿山 林伟 耿守本 符涛涛 徐孝
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十一研究所
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/3/7