[实用新型]基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置。

背景技术

图像理解是从图像中自动提取信息的一门科学，该学科的基本技术包括图像组成模型化、图像建立和数据可视化。对于开发基于输入图像解释来做出决策的人工智能系统来说图像理解是一个重要环节(“图像理解”，计算机工程，第29卷第11期，23～24、71页，2003年7月)。

轮毂又叫轮圈，是汽车、摩托车等机动车的重要行使部件。汽车行驶过程会产生横向和纵向载荷，同时伴随驱动力矩、制动力矩等，轮毂需要承受其中相当一部分载荷。车速越快对轮毂的要求也越高，主要表现在纵横向振摆要求小，失衡量和惯性矩也要求小，刚度强度要求高，总之，动态稳定性和可靠性要高。

轮毂的结构包括轮辋，轮毂，辐条三部分，轮辋是指紧贴车胎的部分，轮毂是指套在车轴外层的部分，辐条是呈放射状由轮毂连接到轮辋的部分。轮辋，轮毂，辐条直到19世纪末20世纪初才开始通过铸造工艺合为一体。

机动车的轮毂在使用方面有一些特殊的要求，首先要质量轻，提高燃料利用率，提高加速性和制动性；其次要求散热好，高速行驶的机动车轮胎与地面摩擦、制动和加速等产生高温，如果散热不好造成热量累积，容易产生高温爆胎，制动疲软甚至失灵等，散热好则可降低刹车系统的危险，减缓轮胎的老化速度，以及减小高温爆胎和长时刹车高温失灵的几率；另外还可提高减振性，使行驶平稳性，相应提高驾驶和乘车舒适性和安全性。铝、镁合金制造的轮毂在上述各方面的性能均比钢轮毂好，因此，被越来越广泛的应用于轮毂制造业中。

确保行驶的安全性，是轮毂在制造过程中首先要考虑的问题。对于轻合金轮毂质量检测而言，任何一种方法都不能与X射线无损检测相比。由于轮毂迥异的横断面铸造结构，及复杂的几何形状，X-射线实时检测成为保证轻合金轮毂铸造质量的唯一选择。图像理解技术应用于铸造产品的内部缺陷识别有一定的难度，主要在于相对于以铸造缺陷为图像的目标而言，变化多样的铸件结构成为目标识别过程中复杂多变的图像背景，而从复杂图像背景中快速准确的提取目标的轮廓特征一直是图像处理技术领域的难题。对显示在监控屏幕上的X光轮毂图像，现有技术是通过人眼进行缺陷的识别，同时进行轮毂质量合格与否的判断。目前尚未公开过专门用于轮毂检测的图像分析系统和与检测设备硬件配合的自动控制方法和集成系统。

授权公告日为2001年8月30日的实用新型专利WO 01/23632A3《自动检测试件铸造缺陷的方法》(Method for automatically detecting casting defects in a test piece)公开了一种采用序列图像跟踪和三维重建技术检测试件铸造缺陷的方法，2004年3月3日的中国实用新型专利CN1140797C《铸件内部缺陷自动分析识别装置及其分析识别方法》公开了一种基于小波分类技术的铸件内部缺陷自动分析识别方法及装置，上述实用新型均为铸造生产提供实时的在线铸件内部缺陷图像分析识别装置及分析识别方法，克服和解决了铸件质量检测技术存在检察员眼睛易疲劳、准确性差、随机性大、效率低、不可靠等的缺点和问题。但所述实用新型都仅仅是铸件图像的自动识别，尚未涉及包括轮毂在内的铸造产品整个检测过程的自动化。

授权公告日为2003年10月16日的实用新型专利WO 2003/085416A3《车轮自动检测机构》(Machinery automatic inspection of wheels)公开了一种车轮自动检测的机构设计方法，但该实用新型只提供了车轮自动检测的装置，未涉及车轮自动检测过程中所依赖的基于图像理解的智能识别系统与传送机构控制系统之间的交互通信和机构动作控制方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对轮毂的产品质量检测提供一种基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置。

实现本实用新型技术方案如下：一种基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置，所述自动检测装置包括轮毂工件待检区、对中和工件外型数据采集区、检测区、不合格品标记区和检测工件分类区；所述自动检测装置还包括一个PLC控制系统，且还需配合PC机端的轮毂铸造缺陷检测软件一起使用；

所述轮毂工件待检区包括一个电机、一个传送带和一个光电开关；

所述对中和工件外型数据采集区包括铝房入口门、一个气缸、一条传送带、两个电机，所述电机一个用于控制铅房入口门的开闭，一个用于控制传送带；还包括两个CCD传感器，所述CCD传感器一个用于识别轮毂高度，另一个用于识别轮毂直径，还包括两个光电开关，一个用于确定轮毂已进入该区，另一个用于确定轮毂已到达铅房入口门处；