[发明专利]一种基于机器视觉的拉链金属链牙缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明是一种采用机器视觉来对拉链的金属链牙进行缺陷检测的方法，属于服装行业中拉链质量检验技术领域中的改造技术。

背景技术

拉链产品是服装产业的重要组成部分。目前，拉链产品的外观质量都是由大量的生产线一线工人通过视觉和主观印象来判定。一方面，检测线上需要大量的工人；另一方面，工人的工作强度大，易疲劳，从而导致产品瑕疵漏判和错判，使产品品质的检测稳定性较差、效率低下，制约了拉链行业的健康快速发展。

机器视觉系统能大幅度提高生产的柔性和自动化程度，使用机器视觉的检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。由于机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。机器视觉检测技术因其具有非接触、速度快、精度高等优点，能满足现代生产的需要，在实际中渐渐得到应用。因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于生产过程状况监视、成品检验和质量控制等领域。

目前，采用机器视觉对金属链牙（包括拉链的金属链牙、拉头、限位码和锁紧件，下同）进行缺陷检测，主要集中在利用图像处理技术开展拉链齿数检测的研究，利用直方图均衡和阈值分割技术来对拉链的齿牙状况进行分析和研究。然而，对在拉链中使用很广泛的金属链牙存在的缺陷锁紧件断齿、拉头断齿、限位码断齿和链牙断齿等缺陷共同检测、判别的问题则还没有很好地解决。

综上所述，现有采用机器视觉对金属链牙进行缺陷检测方法，大多只能静态地完成某一特定缺陷的检测，不能满足对金属链牙缺陷进行同时检测的需求。

发明内容

本发明的目的在于考虑对金属链牙缺陷进行同时检测的需求而提供一种基因机器视觉的检测方法。该方法首先通过对灰度拉伸后的拉链进行像素的收缩和放大来剔除较小面积的拉链链牙部分，计算在划定的区域内的像素数目，并以此来判断拉头、限位码和锁紧件这三个部分的存在性；其次，通过确定拉头所在区域的中心点和其他辅助点，计算出旋转角度使处于不同角度的拉链旋转到水平位置。将划分的区域和整张拉链图像进行异或处理，截取到拉链拉合部分和开叉上、下半部分链牙图像。对拉链开叉上、下半部分的链牙进行水平旋转后，按照灰度值的跳变方法分别对拉链的拉合部分和开叉部分进行检测。

本发明，利用由送料机构、物料位置传感器、图像传感器、步进电机/伺服电机、灯箱、传送皮带、分拣机构、不锈钢滑轨、控制器和工控机或嵌入式控制系统构成的检测装置进行检测，把前道生产工序已完成的待检测拉链经送料机构送到检测装置的皮带平台上，在步进电机/伺服电机的驱动下，由传送皮带带动拉链前进，物料位置传感器检测定位，若有拉链通过，则启动图像传感器，获取拉链图像，在灯箱内调节合适的光照，使得拉链图像中链牙部位清晰可见，然后将图像传输至工控机或嵌入式控制系统，工控机或嵌入式控制系统对图像进行滤波、二值化和提取轮廓等处理，根据处理的结果与判别标准比较，判断拉链是否存在缺陷，拉链产品进入分拣机构，根据判别的结果，把存在缺陷的拉链通过不锈钢轨道送入次品区域，把合格品送入下一道包装生产工序。所述检测包括以下步骤：

1）采用图像传感器获取拉链图像，并采用灰度均匀拉伸算法调整灰度值在图像上的分布，进行拉链链牙骨架的提取；

2）对灰度拉伸后的图像进行图像的光滑化处理后，进行像素的收缩和像素的放大，去除图像中的链牙部分，保留拉头、限位码和锁紧件；

3）在整条拉链上划分分析区域，使用求取像素面积算法计算出拉头、限位码和锁紧件三个部分在区域内处在灰度上、下限范围像素的数目。如像素数目低于设定值，则表明拉链缺少某一部分或该部分存在缺陷，缺陷检测程序结束，否则继续执行断齿、少齿检测程序；

4）以拉头和锁紧件这两个部分所在的区域里的中心点作为图像旋转的基准点，对图像进行水平旋转；

5）在水平旋转后的图像中，以拉头所在区域的中心点为基准点，将链牙骨架划分为拉链拉合部分、拉链开叉上半部分和拉链开叉下半部分等三个部分；

6）使用图像异或算法，将拉链开叉上半部分和拉链开叉下半部分与整个图像进行图像异或处理，获得只包含拉链拉合部分图像；

7）测量出拉合部分左、右边缘点在图像中所在的列值，并以两个链牙齿距的增量作为循环变量，进行右往左进行循环检测。如在循环检测过程中不能检测到灰度跳变，说明拉合部分存在断裂，程序结束，否则进入拉链开叉部分检测；

8）使用图像异或算法，将拉链拉合部分和拉链开叉下半部分与整个图像进行图像异或处理，获得只包含拉链开叉上半部图像；