[发明专利]一种基于机器视觉和机器学习的双工位载带检测系统

说明书

为实现载带尺寸和缺陷的自动检测功能，设计基于机器视觉和机器学习的双工位载带检测系统。按检测精度和检测载带规格要求，对该检测系统进行了硬件设计与选型，设计了适合载带检测的图像处理算法，并编写系统检测软件。检测方式是通过把标准合格载带样本图像作为训练集。从这些标准合格载带样本图像中获取检测区域图像的特征量信息作为在线检测时的比较标准。如果被测图像上某个特征量不在允许误差范围内则停机并发出警报，利用支持向量机方法识别出缺陷图像存在何种缺陷。该系统检测效率高，检测精度好，减少了人工操作。

技术领域

本发明涉及机器视觉和机器学习领域，具体涉及基于机器视觉喝机器学习的双工位载带检测系统。

背景技术

载带是指一种应用于电子等包装领域的带状产品，它具有特定的厚度，在其长度方向上等距的分布着用于承放电子元器件等的孔穴(口袋)和用于进行索引定位的定位孔。由于载带制造要经过冲压、打孔和切割等工艺，中间过程会造成载带质量问题。因此，载带在出厂前必须对载带尺寸和载带表面进行检测。基于机器视觉和图像处理技术的在线检测方法由于其非接触性、快速性、自动化程度高等特点已经被运用到载带检测领域，但是市面上普遍为单工位系统检测效率较低，而且系统没有识别功能，当发现缺陷时亮起警报装置提醒工人确认载带是否存在问题。但是人工操作可能会带来二次缺陷，并且人为主观因素影响大。

发明内容

本发明为提高载带检测系统效率和精度并解决人工操作带来的问题，提出了一种基于机器视觉和机器学习的双工位载带检测系统。本发明通过设计系统结构、系统硬件和算法软件达到了上述目的。具体设计步骤如下：

1、该检测系统包括光源、相机、控制系统、机械结构和软件算法五部分，其特征是硬件包括相机1、相机2、上光源1、上光源2、轨道1、轨道2、传感器1、传感器2、电机1、电机2、下光源1、下光源2、底座平台、报警灯、光源控制器、空气开关、工控机、显示器、继电器和主控板。

2、该系统分为两个检测工位。工位1：轨道1左边四分之一处安装传感器1右边末端安装电机1，在轨道1中间切割一部分，切割长度是2-7个载带空穴宽度，切割宽度是载带空穴长度2-3倍，轨道1切割位置正下方底座平台也切割一个孔，平台孔大小应大于轨道1的孔，下光源1位于该底座平台孔正下方，相机1和上光源1通过支架固定在轨道1孔正上方，垂直方向从上至下顺序为相机1、上光源1、轨道1孔、底座平台孔和下光源1；

工位2：轨道2左边四分之一处安装传感器2右边末端安装电机2，在轨道2中间切割一部分，切割长度是2-7个载带空穴宽度，切割宽度是载带空穴长度2-3倍，轨道2切割位置正下方底座平台也切割一个孔，底座平台孔大小应大于轨道2的孔，下光源2位于该底座平台孔正下方，相机2和上光源2通过支架固定在轨道2孔正上方，垂直方向从上至下顺序为相机2、上光源2、轨道2孔、底座平台孔和下光源2。

3、该系统的控制部分：主控板1是整个控制系统的核心，包括接收传感器信号控制相机拍照、光源频闪，接收指令数据控制停机、转发报警灯控制信号，主控板2是从机板，主要是接收报警灯信号控制报警灯闪烁。

工位1上传感器1收到一个中断信号后将反馈给主控板1，主控板1按照对应的信号触发相机1和上光源1，这时候工控机端的检测软件会收到一张图像并进行算法处理，如果检测到有缺陷需要停机，工控机端的检测软件将通过串口发送停机信号到主控板1，主控板1控制继电器停机断开工位1的电机1电源，同时主控板1收到的报警信号将通过485通讯方式转发到主控板2上，通过主控板2控制报警灯闪烁。

工位2上传感器2收到一个中断信号后将反馈给主控板1，主控板1按照对应的信号触发相机2和上光源2，这时候工控机端的检测软件会收到一张图像并进行算法处理，如果检测到有缺陷需要停机，工控机端的检测软件将通过串口发送停机信号到主控板1，主控板1控制继电器停机断开工位2的电机2电源，同时主控板1收到的报警信号将通过485通讯方式转发到主控板2上，通过主控板2控制报警灯闪烁。