申请/专利权人：北京科技大学

申请日：2024-02-21

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117745727B

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06F17/16;G01N3/06;G01N3/40;G01N3/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及软硬度监测技术领域，并公开了一种水炮泥液体灌装袋软硬度监测装置及方法，包括：图像获取模块，用于采集水炮泥液体灌装袋在被每种预设力度拉伸时的初始拉伸图像；第一处理模块，用于基于每个初始拉伸图像获得每个初始拉伸图像的第一处理图像；第二处理模块，用于基于每个第一处理图像，获得每个第二处理图像；矩阵构建模块，用于基于每个第二处理图像构建每个初始拉伸图像的形变矩阵；判断模块，用于基于所有初始拉伸图像的形变矩阵获得水炮泥液体灌装袋的软硬度，并判断水炮泥液体灌装袋是否符合标准。本发明实现了对水炮泥袋的软硬度的量化，并根据精确地计算出的水炮泥袋的软硬度实现对水炮泥袋软硬度是否合格的监测。

主权项：1.一种水炮泥液体灌装袋软硬度监测装置，其特征在于，包括：图像获取模块，用于基于每种预设力度对任选单层、固定形状的水炮泥液体灌装袋进行多次拉伸，同时，实时采集水炮泥液体灌装袋在被每种预设力度拉伸时的初始拉伸图像；第一处理模块，用于基于每个初始拉伸图像获得每个初始拉伸图像的形变位置，并基于每个初始拉伸图像的形变位置对对应初始拉伸图像进行图像提取，获得每个初始拉伸图像的第一处理图像；第二处理模块，用于基于水炮泥液体灌装袋的初始图像与每个初始拉伸图像的第一处理图像，获得每个初始拉伸图像的第二处理图像；矩阵构建模块，用于基于水炮泥液体灌装袋的初始图像与每个初始拉伸图像的第二处理图像构建每个初始拉伸图像的形变矩阵；判断模块，用于基于所有初始拉伸图像的形变矩阵获得水炮泥液体灌装袋的软硬度，基于水炮泥液体灌装袋的软硬度判断水炮泥液体灌装袋是否符合标准；其中，第一处理模块，包括：形变位置确定子模块，用于基于每个初始拉伸图像的所有像素点位置的像素值，获得每个初始拉伸图像的形变位置；第一处理图像子模块，用于基于每个初始拉伸图像的形变位置对对应初始拉伸图像进行图像提取，获得每个初始拉伸图像的第一处理图像；其中，形变位置确定子模块，包括：像素计算单元，用于获取每个初始拉伸图像上每个像素点位置的像素值，将每个像素点和对应的与预设拉伸方向一致的相邻像素点当作像素点对，并计算像素点对之间的像素差值，获得每个初始拉伸图像的所有像素差值；形变确定单元，用于将每个初始拉伸图像中所有像素差值大于预设差值阈值的像素点对作为形变像素对，将每个初始拉伸图像的所有像素点中除去形变像素对包含的所有像素点之外的其余像素点作为非形变像素点，获得每个初始拉伸图像的所有形变像素对和非形变像素点；位置确定单元，用于判断每个初始拉伸图像的每个相邻像素列中存在的形变像素对的数量，当存在的形变像素对的数量大于10时，将相邻像素列中存在的形变像素对的位置作为初始拉伸图像的形变位置，获得每个初始拉伸图像的所有形变位置，其中，相邻像素列是初始拉伸图像中相邻的两个延伸方法与预设拉伸方向垂直且相邻的像素点列；其中，第一处理图像子模块，包括：原始图像获取单元，用于获取固定的水炮泥液体灌装袋未被拉伸时的原始图像，其中原始图像的边缘与固定的水炮泥液体灌装袋的边缘一致，且水炮泥液体灌装袋的每个实际位置点都在原始图像上对应一个像素点；标准图像范围单元，用于基于原始图像获得原始图像上横向和纵向的像素点数量，基于原始图像上横向和纵向的像素点数量设定标准图像范围，标准图像范围的横向和纵向的像素点数量和原始图像上横向和纵向的像素点数量相同；图像提取单元，用于将标准图像范围在每个初始拉伸图像上进行任意移动，同时，统计标准图像范围在初始拉伸图像中圈定出的形变位置数量，并将任意移动全程中，在标准图像范围在初始拉伸图像中圈定出的形变位置数量为任意移动全程中的最大时对标准图像范围圈定的初始拉伸图像的部分图像进行图像提取，并将图像提取出的部分作为初始拉伸图像的第一处理图像，获得每个初始拉伸图像的第一处理图像；其中，第二处理模块，包括：第一处理子模块，用于获取水炮泥液体灌装袋的初始图像的每个像素点在初始图像的三通道图像中每个通道的像素值，并获取每个初始拉伸图像的第一处理图像的每个像素点在第一处理图像的三通道图像中每个通道的像素值，将水炮泥液体灌装袋的初始图像和每个初始拉伸图像的第一处理图像中相同位置的像素点在同一通道的像素值的商值，作为每个初始拉伸图像的第一处理图像对应像素点位置在对应通道的像素值转换倍数，其中通道包括R通道、G通道、B通道；第二处理子模块，用于对每个初始拉伸图像的第一处理图像中的所有像素点位置在单个通道的像素值转换倍数进行从大到小排序，获得每个通道的排序结果，基于预设比例和每个通道的排序结果获得每个第一处理图像中的每个像素点位置在每个通道的比例像素值，将每个初始拉伸图像的第一处理图像中的每个像素点位置在所有通道的比例像素值的和值，作为每个初始拉伸图像的第二处理图像上对应像素点位置的处理像素值，将初始拉伸图像中每个像素点位置的像素值设置为处理像素值，获得每个初始拉伸图像的第二处理图像；其中，矩阵构建模块，包括：像素求差子模块，用于将水炮泥液体灌装袋的初始图像与每个初始拉伸图像的第二处理图像中每个相同像素点位置的像素值进行求差，获得每个初始拉伸图像的第二处理图像上每个像素点位置的像素差值；矩阵构建子模块，用于基于水炮泥液体灌装袋的初始图像与每个初始拉伸图像的第二处理图像上每个像素点位置的像素差值，构建每个初始拉伸图像的形变矩阵，如下： ；其中，W为初始拉伸图像的形变矩阵，为初始拉伸图像的第二处理图像中第1行第1列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第1行第2列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第1行第n列位置相交处的像素点位置的像素差值，n为初始拉伸图像的第二处理图像中的像素点总行数，为初始拉伸图像的第二处理图像中第2行第1列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第2行第2列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第2行第n列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第m行第1列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第m行第2列位置相交处的像素点位置的像素差值，为初始拉伸图像的第二处理图像中第m行第n列位置相交处的像素点位置的像素差值，m为初始拉伸图像的第二处理图像中的像素点总列数；其中，判断模块，包括：软硬度计算子模块，用于基于所有初始拉伸图像的形变矩阵获得水炮泥液体灌装袋的软硬度；判断子模块，用于当水炮泥液体灌装袋的软硬度大于预设标准软硬度时，判定水炮泥液体灌装袋的软硬度符合标准，控制绿色指示灯亮，当水炮泥液体灌装袋的软硬度不大于预设标准软硬度时，判定水炮泥液体灌装袋的软硬度不符合标准，控制红色指示灯亮；其中，软硬度计算子模块，包括：确定出每个初始拉伸图像的形变矩阵的秩，将所有初始拉伸图像中最大秩的初始拉伸图像的形变矩阵作为计算矩阵；将计算矩阵中所有元素的数值与预设数值进行数值比对，并获得计算矩阵中数值大于预设数值的元素个数和计算矩阵中数值不大于预设数值的元素个数；基于计算矩阵中数值大于预设数值的元素个数和计算矩阵中数值不大于预设数值的元素个数计算水炮泥液体灌装袋的软硬度，包括： ；其中，为水炮泥液体灌装袋的软硬度，A为计算矩阵中数值大于预设数值的元素个数，B为计算矩阵中数值不大于预设数值的元素个数，为计算矩阵中的元素最大值，为计算矩阵中的元素最小值，为计算矩阵中的所有元素，ln为自然对数，且自然对数中的自然常数e的取值为2.718。

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