[发明专利]基于多模式配准的在线检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于一种在线检测装置及检测方法，具体涉及一种基于多模式配准的在线检测装置及检测方法。

背景技术

在现代工农业生产过程中，在线检测技术已在产品生产、品质检验和质量控制等领域得到了广泛的应用，并逐渐成为现代工业的基础技术之一。在这些应用中，通过对各种产品部件的某个特征进行配准识别，以实现产品的缺陷、划痕、污渍及形状、安装位置的检测，进而消除或减少残次品。相对而言，这是一种传统的图像匹配方法，需要对检测目标的图像灰度等信息进行较为严格的处理，并通过一系列图象算法的优化处理，才能达到满意的识别精度要求。

但不可避免的是，大部分的生产线均存在各种张力波动、噪声干扰等现象，实际获取到的检测目标图像或多或少的都存在不同情况的拉伸变形、背景复杂等问题。随着在线检测应用场合的复杂化和对检测要求的不断提高，依靠单一的特征信息难以描述检测场景中的全部信息，而传统的在线检测系统利用单一的图像特征模式进行检测识别，在特定的光源等条件下,每次只能获取检测目标的一个特征信息,而往往最终处理后用作检测识别匹配的该特征信息并不符合预期的要求。

同时，检测现场的不确定性给在线检测系统的运行效率、硬件成本、算法复杂度带来了诸多困难，由于检测目标位置、光源等条件处于变化的场合之中，在很多时候利用单一的特征来识别检测目标，很难达到理想的效果。

在诸多需要在线检测的现场，很多时候需要对产品的多个特征进行检测，如生产线上对机械产品的表面情况、内部结构损伤、安装位置等进行检测，此时利用单一的模式配准方法其效率和准确度显然很难以满足要求，为快速和精准的实现检测目标的在线检测，有必要设计一种简单、可靠、低成本的技术解决方案。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种基于多模式配准的在线检测装置及检测方法。

本发明的技术方案是：

一种基于多模式配准的在线检测装置，所述检测装置包括机械承载平台、智能照明总成、模式配准单元、人工干预单元、交互数据通讯总线和中央处理单元；模式配准单元和智能照明总成自上而下依次安装于机械承载平台上方；人工干预单元安装于模式配准单元的右侧，模式配准单元由多个模式配准子单元组成，每个模式配准子单元和人工干预单元均通过交互数据通讯总线分别与中央处理单元连接。

所述模式配准子单元由镜头、传感器、驱动电路、STM32处理器组成；驱动电路由信号采集模块和高速脉冲模块组成，STM32处理器产生信号采集模块和高速脉冲模块工作所需的时序脉冲，高速脉冲模块产生传感器工作所需的高速时序脉冲信号，信号采集模块采集传感器的信号，并将信号传送入STM32 处理器处理。

所述智能照明总成由多个照明光源和光源通讯模块组成，各个照明光源随检测目标的运动方向依次安装，且各个照明光源与各个模式配准子单元一一对应设置，每个照明光源均由灯体、多个发光源、光学辅助配件和多个驱动控制模块组成，灯体由两个相对设置的弧形板组成，发光源均布于灯体内圆周，光学辅助配件安装于灯体下方，各个发光源与各个驱动控制模块一一对应连接，每个驱动控制模块均与光源通讯模块连接，光源通讯模块与中央处理单元连接。

所述中央处理单元由FPGA、DSP、SDRAM和数据存储单元组成， FPGA连接交互数据通讯总线，FPGA和DSP之间连接，DSP和数据存储单元连接，DSP和SDRAM连接。

一种基于多模式配准的在线检测方法，包括以下步骤：

（ⅰ）初始化

根据检测目标的检测要求，利用人工搜集检测样本，初步确定合适配准模式和配准规则；

（ⅱ）优化配准规则

设置综合专家配准规则，结合现场工况，依次确定模式配准单元中各个模式配准子单元的配准规则并进行优化，优化后的配准规则输入中央处理单元的数据存储单元中；

（ⅲ）模式配准单元配置

根据步骤（ⅱ）中的规则和检测目标的具体检测要求，对模式配准单元中各个模式配准子单元进行配置，包括传感器和镜头的选择；

（ⅳ）照明光源配置

结合步骤（ⅲ）中对应传感器和镜头的选择，选用合适照明光源，通过中央处理单元对智能照明总成中各个照明光源进行控制，根据各个照明光源对应的模式配准子单元，配置合适的照明程序方案；

（ⅴ）启动配准程序