申请/专利权人：青岛科技大学

申请日：2017-11-23

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN107901319B

主分类号：B29C43/28

分类号：B29C43/28;B29C43/32;B29C43/58;B29D30/38;G01N21/88

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.05.08#实质审查的生效;2018.04.13#公开

摘要：本发明涉及压延钢丝帘布排布的检测，公开了一种压延钢丝帘布排布的检测方法和系统。该检测方法包括数据采集、数据处理和分析以及数据的检测对比，该系统包括机架、数个工业相机、面光源和工控系统，数个工业相机线距排布在机架的上横梁上，面光源设置在机架的下横梁上，上横梁和下横梁分别设置在与待检测压延钢丝帘布的上、下面，并且待检测压延钢丝帘布的帘线面分别与面光源平面和每个相机镜头平面平行，每个工业相机均与工控系统连接。该检测方法和系统通过非接触的形式利用机器视觉进行钢丝帘线排布检测，对钢丝帘线无损伤，不会影响钢丝帘线的质量；结构简单合理，安装方便，能够实现生产时的在线检测，有效降低生产成本。

主权项：1.一种压延钢丝帘布排布的检测方法，其特征在于,具体包括以下步骤：（1）系统获取待检测压延钢丝帘布的标准参数数据，并采开辟数个图像内存空间，用面光源照射压延钢丝帘布的帘线面，并采用带有CCD或CMOS光电传感器的线阵排布的数个工业相机对帘线面进行图像采集；（2）将工业相机采集得到的图像导入之前开辟的数个图像内存空间，图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理，得到帘线根数及间隙的测量值；（3）检测对比模块将测量值与标准参数数据进行比较，并通过显示器将测量结果输出，当测量值与标准数据不符时，即当测量值显示帘线排布出现缺根、松根或者错位的差错时，通过报警器输出报警信号同时通过压延机控制板停下压延机；步骤（2）中，图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理的具体步骤为：首先，将二维信号转化成一维信号即对帘线进行识别，并统计一维信号所有可能的极值点；其次，遍历所有可能的极值点，利用局部信号相关性条件过滤掉噪声点，再遍历一次所有可能极值点，利用极值点修正过滤伪极值点，从而获得一维信号最终极值点数；最后，在所有一维信号处理完后，统计最终目标点数并计算两目标点之间的像素距离，得到帘线根数及间隙的测量值。

全文数据：一种压延钢丝帘布排布的检测方法及系统技术领域[0001]本发明涉及压延钢丝帘布排布的检测，特别涉及一种压延钢丝帘布排布的检测方法和系统，具体的是用于检测子午线轮胎生产中的覆胶的钢丝帘布半成品。背景技术[0002]在子午线轮胎生产中，覆胶的钢丝帘布是一种重要的半成品，由钢丝帘线经过整经辊和压延后制成。在实际压延生产中，由于联动线压力不稳和整经辊沟槽加工误差等原因，可能会造成钢丝帘线排布不均匀、缺根、错位等现象，影响轮胎的质量，在没有检测的情况下，这些缺陷只能在裁断或者成型过程中观察或者通过检测成品轮胎才能发现，容易造成已硫化轮胎报废或者降级，增加生产成本。[0003]现有技术中，国内外用于轮胎质量检测的方法主要有目测法、超声波检测、X-射线检测、涡流探伤以及电磁检测五种方法，其中X-射线检测和电磁检测都是现在发展较为成熟的方法，但由于射线危害较大、设备价格昂贵以及检测报错率高等缺点，没有大规模在国内轮胎生产厂家中使用。除此之外上述提及的各种检测方法都要求在轮胎成品之后才能进行检测，一旦检测出质量不合格的产品将弃用整个轮胎，导致严重的资源浪费。因此，提供一种简单的压延钢丝帘布排布的检测方法和系统，用于检测子午线轮胎生产中的覆胶的钢丝帘布半成品，具有重要意义。发明内容[0004]为了解决现有技术中的缺乏对子午线轮胎生产中的覆胶钢丝帘布半成品的检测方法以及轮胎成品检测方法危害大、设备昂贵的问题，本发明提供了一种压延钢丝帘布排布的检测方法。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：[0006]一种压延钢丝帘布排布的检测方法，该检测方法具体包括以下步骤：[0007]1系统获取待检测压延钢丝帘布的标准参数数据，并采开辟数个图像内存空间，用面光源照射压延钢丝帘布的帘线面，并采用带有CCD或CMOS光电传感器的线阵排布的数个工业相机对帘线面进行图像采集；[0008]2将工业相机采集得到的图像导入之前开辟的数个图像内存空间，图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理，得到帘线根数及间隙的测量值；[0009]3检测对比模块将测量值与预先设置的或系统自主学习的标准数据进行比较，并通过显示器将测量结果输出，当测量值与标准数据不符时，即当测量值显示帘线排布出现缺根、松根或者错位的差错时，通过报警器输出报警信号同时通过压延机控制板停下压延机。[0010]所述的工业相机和帘线面的距离要求保证图像分辨率大于4pixnm以确保检测准确性。[0011]图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理的具体步骤为：首先，将二维信号转化成一维信号即对帘线进行识别，并统计一维信号所有可能的极值点;其次，遍历所有可能的极值点，利用局部信号相关性条件过滤掉噪声点，再遍历一次所有可能极值点，利用极值点修正过滤伪极值点，从而获得一维信号最终极值点数;最后，在所有一维信号处理完后，统计最终目标点数并计算两目标点之间的像素距离，得到帘线根数及间隙的测量值。[0012]检测对比模块将测量值与预先设置的或系统自主学习的标准数据进行比较时，预设帘线数目以及帘线间隙数值可以根据轮胎压延工艺要求以人工预置的方式设置，也可以通过软件自主学习功能在开机时检测一次，写入初始预设值，即显示器提供的“写入初始值”按键。操作人员按下“写入初始值”键之后，系统自动将最近一次识别数据帘线数目、帘线间隙值读入，作为初始预设值。为避免检测工程中的误报警，在程序中设有“最大检测错误计数”，以解决实际生产过程中不确定因素导致的误报、错报。[0013]本发明提供的检测方法更为的具体的描述如下：[0014]一）、当检测系统进入工作状态时，系统开辟N个图像内存空间（N为工业相机个数），利用软件的多个并行进程的方法处理并行触发的图像采集，各工业相机采集的图像被导入所开辟的相应内存空间。[0015]二）、对内存空间中的图像进行二维信号转一维信号处理，即按行对帘线进行识别，实际检测时，在y方向上以2个像素作为扫描间隔，在满足检测精度的同时，加快算法的运算速度。[0016]三）、对于一维信号，根据每个信号点处前置梯度front当前索引处的信号值减去前一索引处的信号值）和后置梯度later后一索引处的信号值减去当前索引处的信号值的关系frxmtXlater0，求出所有的可能极值点。[0017]四）、对找出的所有可能极值点通过局部信号相关性判断过滤掉噪声极值点，如果某极值点的右左边界幅度小于左右边界的幅值的三分之一，则该极值点为噪声极值点，将其索引值删除，然后考虑下一信号极值点的左右边界相关性，直到找到满足局部相关性条件的所有极值点。[0018]五）、在对扫描线上所有的边界进行噪声过滤和极值点修正后，就可以得到该扫描线上真正极值点的个数，从而求得两两极值点之间的像素距离。[0019]六）、相对于每一工业相机对应的图像，将通过上述处理获得帘线根数及间隙与对应的每个工业相机预设帘线数目对比，若出现差异，则表示钢丝帘线排布出现缺根、松根或者错位等问题，检测软件则会通过写入压延机控制命令发出声光报警，同时停下压延机。[0020]本发明的另一目的是提供一种压延钢丝帘布排布的检测系统，该系统包括机架、数个工业相机、面光源和工控系统，数个工业相机线距排布在机架的上横梁上，面光源设置在机架的下横梁上，上横梁和下横梁分别设置在与待检测压延钢丝帘布的上、下面，并且待检测压延钢丝帘布的帘线面分别与面光源平面和每个相机镜头平面平行，每个工业相机均与工控系统连接。[0021]作为优选，每个工业相机均通过千兆网方式与工控系统的工控主机连接并上传图3数据;工控系统的输入输出控制板通过导线与数个相机构成“+”型触发连接，连接端口均采用光耦隔离。[0022]作为优选，工业相机到帘线面的距离需保证图像分辨率大于4Pixmm，以确保采集图像的准确性，要实现分辨率大于4pixmm，如果选择通过调整工业相机和帘线面的距离来确定，工业相机到帘线面的距离为40-50cm。[0023]作为优选，机架的竖杆采用用于支撑和固定的中空方管，中空方管的中空空间用于线缆布置;机架竖杆为能够调节高度的中空方管。[0024]作为优选，检测系统还包括安装在机架竖杆上的触摸显示屏、声光报《灯装置和松紧旋钮，触摸显示屏和声光报警灯装置分别与工控主机连接。A[0025]本发明提供了一种压延钢丝帘布排布的检测方法和系统，与现有技术相比，该检测方法和系统通过非接触的形式利用机器视觉进行钢丝帘线排布检测，对钢丝帘线无损伤，不会影响钢丝帘线的质量;结构简单合理，安装方便，能够实现生产时的在线检测，有效降低生产成本。附图说明[0026]图1为本发明所提供的压延钢丝帘布排布的检测系统的结构示意图；[0027]图2为本发明提供的工控系统的结构示意图；[0028]图3为本发明所提供的压延钢丝帘布排布的检测方法的流程图。具体实施方式[0029]本发明公开了一种压延钢丝帘布排布的检测方法和系统，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发明的方法及应用己经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。[0030]如图1所示，本发明提供了一种压延钢丝帘布排布的检测系统，包括机架、数个工业相机1、面光源8和工控系统，数个工业相机1线距排布在机架的上横梁2上，面光源8设置在机架的下横梁11上，上横梁2和下横梁11分别设置在与待检测压延钢丝帘布9的上、下面，并且待检测压延钢丝帘布9的帘线面分别与面光源8平面和每个工业相机1的镜头平面平行，工业相机1到帘线面的距离需保证图像分辨率大于4piXmm，以确保采集图像的准确性，要实现分辨率大于4pixmm，如果选择通过调整工业相机和帘线面的距离来确定，工业相机到帘线面的距离为40-50cm;每个工业相机1均通过千兆网方式与工控系统的工控主机7连接并上传图像数据;工控系统的输入输出控制板6通过导线与数个工业相机1构成“+”型触发连接，连接端口均采用光耦隔离;机架的竖杆10采用用于支撑和固定的中空方管，中空方管的中空空间用于线缆布置;机架竖杆10为能够调节高度的中空方管;检测系统还包括安装在机架竖杆10上的触摸显示屏5、声光报警灯装置3和松紧旋钮4,触摸显示屏5和声光报警灯装置3分别与工控主机连接。[0031]本发明提供的一种压延钢丝帘布排布的检测方法，现结合图3,该检测方法具体包括以下步骤：[0032]1系统获取待检测压延钢丝帘布的标准参数数据，并采开辟数个图像内存空间，用面光源照射压延钢丝帘布的帘线面，并采用带有CCD或CMOS光电传感器的线阵排布的数个工业相机对帘线面进行图像采集；工业相机和帘线面的距离要求保证图像分辨率大于4pixnm以确保检测准确性；[0033]2将工业相机采集得到的图像导入之前开辟的数个图像内存空间，图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理，得到帘线根数及间隙的测量值；[0034]图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理的具体步骤为:首先，将二维信号转化成一维信号即对帘线进行识别，并统计一维信号所有可能的极值点；其次，遍历所有可能的极值点，利用局部信号相关性条件过滤掉噪声点，再遍历一次所有可能极值点，利用极值点修正过滤伪极值点，从而获得一维信号最终极值点数;最后，在所有一维信号处理完后，统计最终目标点数并计算两目标点之间的像素距离，得到帘线根数及间隙的测量值；[0035]⑶检测对比模块将测量值与预先设置的或系统自主学习的标准数据进行比较，并通过显示器将测量结果输出，当测量值与标准数据不符时，即当测量值显示帘线排布出现缺根、松根或者错位的差错时，通过报警器输出报警信号同时通过压延机控制板停下压延机。[0036]更为具体的，本发明提供的压延钢丝帘布排布的检测方法进行具体的说明：[0037]一）、当检测系统进入工作状态时，系统开辟N个图像内存空间（N为工业相机个数），利用软件的多个并行进程的方法处理并行触发的图像采集，各工业相机采集的图像被导入所开辟的相应内存空间。[0038]二）、对内存空间中的图像进行二维信号转一维信号处理，即按行对帘线进行识另|J，实际检测时，在y方向上以2个像素作为扫描间隔，在满足检测精度的同时，加快算法的运算速度。[0039]三）、对于一维信号，根据每个信号点处前置梯度front当前索引处的信号值减去前一索引处的信号值）和后置梯度later后一索引处的信号值减去当前索引处的信号值的关系frontXlater0，求出所有的可能极值点。[0040]四）、对找出的所有可能极值点通过局部信号相关性判断过滤掉噪声极值点，如果某极值点的右左边界幅度小于左右边界的幅值的三分之一，则该极值点为噪声极值点，将其索引值删除，然后考虑下一信号极值点的左右边界相关性，直到找到满足局部相关性条件的所有极值点。[0041]五）、在对扫描线上所有的边界进行噪声过滤和极值点修正后，就可以得到该扫描线上真正极值点的个数，从而求得两两极值点之间的像素距离。[0042]六）、相对于每一工业相机对应的图像，将通过上述处理获得帘线根数及间隙与对应的每个工业相机预设帘线数目对比，若出现差异，则表示钢丝帘线排布出现缺根、松根或者错位等问题，检测软件则会通过写入压延机控制命令发出声光报警，同时停下压延机；检测对比模块将测量值与预先设置的或系统自主学习的标准数据进行比较时，预设帘线数目以及帘线间隙数值可以根据轮胎压延工艺要求以人工预置的方式设置，也可以通过软件自主学习功能在开机时检测一次，写入初始预设值，即显示器提供的“写入初始值”按键。操作人员按下“写入初始值”键之后，系统自动将最近一次识别数据（帘线数目、帘线间隙值）读入，作为初始预设值。为避免检测工程中的误报警，在程序中设有“最大检测错误计数”，以解决实际生产过程中不确定因素导致的误报、错报。[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种压延钢丝帘布排布的检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1系统获取待检测压延钢丝帘布的标准参数数据，并采开辟数个图像内存空间，用面光源照射压延钢丝帘布的帘线面，并采用带有CCD或CMOS光电传感器的线阵排布的数个工业相机对帘线面进行图像采集；2将工业相机采集得到的图像导入之前开辟的数个图像内存空间，图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理，得到帘线根数及间隙的测量值；3检测对比模块将测量值与标准参数数据进行比较，并通过显示器将测量结果输出，当测量值与标准数据不符时，即当测量值显示帘线排布出现缺根、松根或者错位的差错时，通过报警器输出报警信号同时通过压延机控制板停下压延机。2.如权利要求1所述的压延钢丝帘布排布的检测方法，其特征在于，步骤⑴中，工业相机和帘线面的距离要求保证图像分辨率大于4pixnm以确保检测准确性。3.如权利要求1所述的压延钢丝帘布排布的检测方法，其特征在于，步骤2中，图像分析和处理模块对内存空间的图像进行处理的具体步骤为:首先，将二维信号转化成一维信号即对帘线进行识别，并统计一维信号所有可能的极值点；其次，遍历所有可能的极值点，利用局部信号相关性条件过滤掉噪声点，再遍历一次所有可能极值点，利用极值点修正过滤伪极值点，从而获得一维信号最终极值点数;最后，在所有一维信号处理完后，统计最终目标点数并计算两目标点之间的像素距离，得到帘线根数及间隙的测量值。4.一种实现权利要求1-3任意一项所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，包括机架、数个工业相机、面光源和工控系统，数个工业相机线距排布在机架的上横梁上，面光源设置在机架的下横梁上，上横梁和下横梁分别设置在与待检测压延钢丝帘布的上、下面，并且待检测压延钢丝帘布的帘线面分别与面光源平面和每个相机镜头平面平行，每个工业相机均与工控系统连接。5.如权利要求4所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，每个工业相机均通过千兆网方式与工控系统的工控主机连接并上传图像数据;工控系统的输入输出控制板通过导线与数个相机构成“+”型触发连接，连接端口均采用光耦隔离。6.如权利要求4所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，工业相机到帘线面的距离需保证图像分辨率大于4pixmm，以确保采集图像的准确性。7.如权利要求6所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，工业相机到帘线面的距离为40_50cm。8.如权利要求4所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，机架的竖杆采用用于支撑和固定的中空方管，中空方管的中空空间用于线缆布置。9.如权利要求8所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，机架竖杆为能够调节高度的中空方管。10.如权利要求4所述的压延钢丝帘布排布的检测系统，其特征在于，检测系统还包括安装在机架竖杆上的触摸显示屏、声光报警灯装置和松紧旋钮，触摸显示屏和声光报警灯装置分别与工控主机连接。

百度查询： 青岛科技大学 一种压延钢丝帘布排布的检测方法及系统

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