[发明专利]一种基于机器视觉的柔性薄膜缺陷检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的柔性薄膜缺陷检测装置，其特征在于，由在线检测端和PC控制端组成，

在线检测端包括铝合金支架、底座、主动滚轮、从动滚轮、同动带、线性光源、高速工业CCD相机，底座内部装有传动系统以及控制线性光源亮度的控制系统，铝合金支架固定安装在底座上，线性光源安装在底座上方，主动滚轮、从动滚轮固定安装在铝合金支架上，主动滚轮、从动滚轮之间通过同动带连接，高速工业CCD相机固定安装在铝合金支架的上方；

PC控制端包括机壳、控制箱，控制箱内部装有工控机，控制箱上部通过机壳集成了人机交互端，人机交互端由键盘、鼠标及显示器组成，控制箱通过导线分别与在线检测端的线性光源、高速工业CCD相机电气连接；

在线检测端置于薄膜生产线末端，薄膜生产线末端设有型材支架，型材支架上固定安装有薄膜，使薄膜由一对平行的主动滚轮、从动滚轮传送到在线检测端的高速工业CCD相机正下方。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的柔性薄膜缺陷检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、系统初始化，整个系统启动，高速工业CCD相机开始工作；

S2、判断相机所成的薄膜图像的灰度是否在可以检测缺陷的范围内，如果不在，则通过负反馈调节线性光源的LED灯的亮度，以改变成像的灰度；

S3、当图像灰度在可检测范围内时，相机开始持续检测薄膜，并将数据传输回PC端的工控机，通过预存的灰度集合连通域算法判断缺陷与否并对于出现缺陷的图像帧进行抓取和保存，且内嵌的算法还对缺陷面积累加并计算缺陷出现频率；

S4、当薄膜缺陷出现频率在不可接受范围，通过PC控制端，控制薄膜生产线，紧急停止，并拉响警报，系统结束。

3.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的柔性薄膜缺陷检测方法，其特征在于，步骤S3通过预存的灰度集合连通域算法判断缺陷，包括以下步骤：

步骤1)定义像素与像素之间的距离：

像素p(x₁,y₁)和p(x₂,y₂)的距离表示为

其中：T是一个门限值，t＝N_x*y+x，N_x为图像每行包含的像素数，x和y分别表示该像素的横坐标和纵坐标；

步骤2)定义像素集合与像素集合之间的距离：

集合P{p(t₁),p(t₂),L,p(t_n)}和集合P'{p(t'₁),p(t'₂),L,p(t'_m)}之间的距离定义为

d(p',p)＝min(d(t_i,t'_j)),i＝1,…,n；j＝1,…,m (2)

步骤3)定义给出像素集合联通性原理和判别依据；当d(P',P)＝0则集合P和P'是连通的，否则就是分离的若集合E可以分成两个分离的集合则称之为分离集，否则称其为连通集；

步骤4)给出判断图像内一个集合为噪点集合P的判据：噪点集合为连通集，且集合面积大于一个给定的阈值；

步骤5)根据步骤4)的判别方法进行逐行识别处理；

步骤6)以输入的一行图像为一个处理单元，快速的处理高速线扫相机输入的图像数据，实时检测出图像中出现的异物，并记录异物的重心坐标和面积。

4.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的柔性薄膜缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤5)进行逐行识别处理进一步包括对一行图像判断像素与潜在噪点集合的连通性，剔除不连通的像素，合并连通像素到潜在噪点集；若潜在噪点集若面积大于给定阈值，则识别为真正的噪点集合。

5.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的柔性薄膜缺陷检测方法，其特征在于：对于分布较为稀疏的噪点集合，在保持集合连通性判断效果不变的条件下，通过重新定义集合距离的方式减少计算复杂度，步骤2)中像素集合与像素集合之间的距离可重新定义为：

定义2’：

(1)这里和分别对应P和P'的重心的横纵坐标,MAXD为集合之间连通性判据阈值。