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    基于圖像處理的選針器檢測系統(tǒng)

    2022-11-01 09:27:40袁嫣紅曾洪銘茅木泉
    紡織學(xué)報(bào) 2022年10期
    關(guān)鍵詞:刀頭灰度圖像

    袁嫣紅,曾洪銘,茅木泉

    (1.浙江理工大學(xué) 浙江省現(xiàn)代紡織裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310018;2.杭州高騰機(jī)電科技有限公司, 浙江 杭州 310018)

    圓緯機(jī)具有產(chǎn)量高、產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)流程短、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn),近幾年得到了很大發(fā)展。電子選針器是圓緯機(jī)實(shí)現(xiàn)花色組織的關(guān)鍵部件,其工作可靠性和穩(wěn)定性直接影響提花的準(zhǔn)確性,進(jìn)而影響整臺圓緯機(jī)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[1-3]。隨著圓緯機(jī)車速的提高,為保證安裝完成后的電子選針器能夠在高速下正常運(yùn)行,越來越多的企業(yè)要求在安裝之前對選購或生產(chǎn)的選針器進(jìn)行檢驗(yàn)。

    目前,對選針器檢測的方法主要有二大類。第一類研究者主要針對選針器的驅(qū)動原理開展檢測研究。因?yàn)殡娮舆x針器包括電磁選針器和壓電選針器2種:對于壓電陶瓷選針器,基于陶瓷晶片的壓電效應(yīng)[4],設(shè)計(jì)具有電壓反饋的驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)檢測;對于磁保持式選針器,通過電磁脈沖反饋來實(shí)現(xiàn)性能檢測[5-6]。這類檢測方法主要適用于單針檢測。另一類是直接檢測刀頭動作,比如利用頻閃原理檢測選針器[7],依靠肉眼觀察選針器刀頭運(yùn)動狀況判斷選針器工作性能,這種人工檢測方法只適合短時(shí)間檢驗(yàn)。

    工業(yè)視覺測量技術(shù)[8](數(shù)字近場攝影測量技術(shù))是一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)提取所攝對象,用數(shù)字方式表達(dá)幾何與物理信息的測量方法,不僅能夠快速便捷地采集數(shù)據(jù),且測量成本低,精度高,易于自動化[9]。基于上述情況,本文設(shè)計(jì)了一套基于圖像識別的選針器檢測系統(tǒng),選取全局曝光模式的廉價(jià)工業(yè)相機(jī),視頻采集擺針移動軌跡,圖像分析判斷擺針擺位異常,記錄異常次數(shù)及異常圖片,利用普通攝影用暗箱自帶的LED燈作為唯一光源,不受外界環(huán)境亮度影響,整套系統(tǒng)可長時(shí)間不間斷全自動運(yùn)行,以較低的成本檢測選針器高速運(yùn)行的可靠性。

    1 系統(tǒng)測試方案

    1.1 檢測對象

    不管采用何種驅(qū)動方式,選針器的刀頭擺動規(guī)律基本相同。通常一個(gè)選針器具有8把及以上的刀頭,每把刀頭根據(jù)選針要求,可在如圖1所示的左、右極限位置上切換。在1個(gè)選針周期內(nèi),切換時(shí)間與整個(gè)周期相比較短,切換完成后刀頭靜止在左或右極限位置實(shí)現(xiàn)其選針功能。選針器高速運(yùn)行的穩(wěn)定性是指圓機(jī)正常工作時(shí),選針器刀頭能夠準(zhǔn)確準(zhǔn)時(shí)切換到位。目前,圓機(jī)選針?biāo)俣仍絹碓礁?,代表國際頂級水平的圣東尼雙面提花大圓機(jī),選針頻率為74 Hz[10],本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)頻率定為100 Hz,其范圍可滿足目前市場上對選針器的檢測要求。

    圖1 選針器刀頭擺動示意圖

    1.2 測試原理

    隨著CMOS傳感器線性度的改善,在光照強(qiáng)度達(dá)到飽和以前,相機(jī)輸出灰度值可按照式(1)、(2)計(jì)算。

    y=aH+b

    (1)

    H=Et

    (2)

    式中:y為輸出灰度值;a為線性比例,1/(lx·ms);H為曝光量,lx·ms;b為相機(jī)無光照時(shí)的輸出[11];E為影響平面的照度,即單位面積接收到的光通量,lx;t為曝光時(shí)間,ms??梢?,在灰度達(dá)最大值之前,圖像中每個(gè)像素的灰度值與曝光時(shí)間成正比,因此,選擇合理的光通量和背景時(shí),可通過圖像上某區(qū)域的灰度值來判斷物體在該位置的停留時(shí)間。

    選針器測試實(shí)際上是對選針器中各刀頭被驅(qū)動后的響應(yīng)動作的測試。收到選針信號后,刀頭將快速擺動到另一端的極限位置,直至下一次切換信號來臨。

    圖2示出正常工作的選針器的擺動時(shí)序圖。

    圖2 實(shí)驗(yàn)室某選針器擺動時(shí)序圖(選針頻率100 Hz)

    檢測時(shí)選針器連續(xù)動作,設(shè)定切換周期為T。相機(jī)同步連續(xù)拍攝,且曝光時(shí)間為2次選針時(shí)間,即拍攝曝光周期為2T。根據(jù)選針原理,刀頭快速擺動后,大部分時(shí)間保持在左/右極限位置上。圖2中2個(gè)極限位置上的保留時(shí)間分別為T減去切換擺動時(shí)間(t1或t2)。當(dāng)選針器出現(xiàn)刀頭不擺動,或擺動不到極限位置,或擺動時(shí)間過長等問題時(shí),都會導(dǎo)致刀頭在其中一個(gè)極限位置上的停留時(shí)間縮短。

    通過圖像方法可求出2個(gè)極限位置上,由刀頭曝光引起的灰度值H1、H2,根據(jù)式(1)、(2)可推導(dǎo)出刀頭在2個(gè)極限位置上的停留時(shí)間,當(dāng)停留時(shí)間小于允許值時(shí),可判斷選針器擺動失誤。

    1.3 檢驗(yàn)平臺搭建

    檢驗(yàn)平臺主要由工業(yè)相機(jī)、選針器控制器、被測選針器和計(jì)算機(jī)組成,見圖3所示。其中工業(yè)相機(jī)的gige接口通過以太網(wǎng)電纜連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率最高可達(dá)1 000 MB/s;選針器控制器一方面按照設(shè)定的選針頻率輸出選針信號,同時(shí)通過一路輸出線與相機(jī)的硬件觸發(fā)信號輸入端相連,使選針動作與相機(jī)曝光同步。采用這種硬觸發(fā)的方式,可保證每次曝光開始時(shí)間與選針擺動時(shí)刻保持同步,滿足長時(shí)間測試的要求。

    圖3 測試系統(tǒng)示意圖

    2 系統(tǒng)硬件選型

    2.1 工業(yè)相機(jī)選型

    選針器檢驗(yàn)系統(tǒng)中,工業(yè)相機(jī)的選型非常重要,決定了選針器刀頭擺動圖像的質(zhì)量。與本文系統(tǒng)相關(guān)的主要參數(shù)為幀率、分辨率、曝光時(shí)間范圍、傳感器類型、焦距等。綜合考慮測量要求及性價(jià)比,選擇一款黑白工業(yè)相機(jī)。該相機(jī)最高幀率為60 幀/s,最高分辨率1 280像素×1 024像素,傳感器類型為CMOS,快門類型為Global,相機(jī)靶面尺寸為 1.24 cm,焦距為25 mm。

    2.1.1 分辨率

    由于選針器刀頭為非靜物,檢測運(yùn)動物體的相機(jī)視野大小一般為被測物體的1.1~1.2倍[12],根據(jù)選針器刀頭擺動范圍約為42.8 mm×20 mm,相機(jī)視野范圍至少為52 mm×24 mm。測量精度確定為0.1 mm/像素(刀頭寬度的十分之一),則工業(yè)相機(jī)x方向分辨率至少為52/0.1=520感應(yīng)面,y方向分辨率至少為24/0.1=240感應(yīng)面。而所選相機(jī)靶面尺寸1.24 cm對應(yīng)的傳感器尺寸大小為6.4 mm×4.8 mm,寬高之比為4∶3,因此,y方向分辨率至少大于520/4×3=390感應(yīng)面。為減少誤差,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,通常至少用 2個(gè)像素單位對應(yīng)1個(gè)測量精度值,因此,分辨率大小至少為(520×2)×(390×2)=1 024×780=798 720 dpi, 本文所選相機(jī)最高分辨率為1 280×1 024=1.31×106dpi,可滿足實(shí)驗(yàn)需求。

    2.1.2 幀率與曝光時(shí)間

    針對目前選針器的工作要求,系統(tǒng)測試的選針器最高工作頻率為100 Hz。根據(jù)上面的原理,2個(gè)選針周期拍攝1次,因此,選用拍攝頻率為50 Hz,所選相機(jī)最高幀率為60 幀/s,能滿足高速擺動選針器測試的拍攝要求。曝光時(shí)間可設(shè)置為0~1 s任意值。當(dāng)確定選針器擺動頻率后,可通過改變曝光時(shí)間使每幀圖片正好包含一次完整的選針器刀頭運(yùn)動軌跡。

    2.1.3 快門類型

    快門是相機(jī)用來控制感光片有效曝光時(shí)間的機(jī)構(gòu),通常分為全局快門(global shutter)與卷簾快門(rolling shutter)。卷簾快門采用逐行曝光方式,會造成不同行像元曝光時(shí)間不同,對于拍攝運(yùn)動物體會存在明顯拖影現(xiàn)象;而全局快門是所有像素點(diǎn)同時(shí)曝光,適合與時(shí)間相關(guān)性要求高的拍攝。本系統(tǒng)選用全局快門模式。

    2.2 工業(yè)鏡頭選型

    2.2.1 焦距計(jì)算

    系統(tǒng)測試過程中,相機(jī)與選針器的距離保持不變,應(yīng)選用性價(jià)比高,畸變小,成像質(zhì)量好的定焦鏡頭。根據(jù)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu),測得工作距離為180 mm,視野范圍為52 mm×42 mm,型號為1.24 cm,CMOS傳感器長度為8.8 mm,根據(jù)式(3)計(jì)算得到焦距F=180×8/52=24.615 4 mm,因此,所選焦距至少大于24.615 4 mm。

    (3)

    式中:WD為物距,mm;X為相機(jī)傳感器的尺寸,mm;FOV為相機(jī)視野范圍尺寸,mm。

    2.2.2 鏡頭有效像場

    物體在鏡頭固定區(qū)域中產(chǎn)生清晰的像,該區(qū)域大小由鏡頭像面尺寸決定。而相機(jī)也存在一個(gè)靶面區(qū)域,大小為相機(jī)芯片對角線尺寸,物體只有在這個(gè)區(qū)域中的信息才能被轉(zhuǎn)換為有效圖像信號[13],因此,只有保證所選鏡頭靶面尺寸大于相機(jī)靶面尺寸,才能保證采集到完整視場圖像,防止邊緣暗角和黑角等情況。綜上,選擇焦距為25 mm,靶面尺寸為1.43 cm的工業(yè)定焦鏡頭。

    3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

    計(jì)算機(jī)中的軟件需要完成相機(jī)設(shè)置、圖像接收與處理、刀頭動作判斷及結(jié)果記錄等工作。采用Python語言進(jìn)行開發(fā),在geany編譯器中修改并運(yùn)行程序。圖4為系統(tǒng)軟件流程圖。

    圖4 系統(tǒng)軟件整體流程圖

    3.1 工業(yè)相機(jī)初始化

    每次曝光開始與選針器動作切換的同步是本系統(tǒng)能長時(shí)間實(shí)現(xiàn)檢測的基礎(chǔ),初始化時(shí)必須設(shè)置好曝光時(shí)間與曝光方式。

    當(dāng)系統(tǒng)檢測到相機(jī)成功連接時(shí),開始對相機(jī)進(jìn)行初始化操作。其中包括清空上次數(shù)據(jù)緩存(防止上次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)置以及錯(cuò)誤日志保存路徑的設(shè)置)。由于實(shí)驗(yàn)檢測的選針器擺動頻率設(shè)置為100 Hz,為拍攝刀頭連續(xù)2次切換工作情況(即從左極限到右極限切換1次,再從右極限到左極限切換1次),需將每幀曝光時(shí)間設(shè)置為與2個(gè)選針器擺動周期時(shí)長一致,這樣每幀圖像正好包括一個(gè)完整左右切換回原點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。同時(shí)設(shè)置相機(jī)觸發(fā)模式為外觸發(fā)方式,這個(gè)外觸發(fā)信號由選針器控制器控制,可保證與選針器擺動切換信號同步。相機(jī)完成外觸發(fā)設(shè)置等一系列初始化操作后,開始等待外觸發(fā)信號,當(dāng)相機(jī)檢測到控制器發(fā)送的上升沿信號時(shí),會抓取該信號,同時(shí)開始曝光采集一張圖片,然后根據(jù)外觸發(fā)函數(shù)是否關(guān)閉來決定是等待下次外觸發(fā)信號還是停止采集圖像。

    3.2 相機(jī)選針器同步配置

    為使相機(jī)采集到的每一幀圖片正好對應(yīng)選針器的2次切換動作周期,需要對相機(jī)曝光起始時(shí)刻與選針器刀頭擺動起始時(shí)刻做一個(gè)同步配置。

    為連續(xù)準(zhǔn)確地記錄2個(gè)選針周期內(nèi)的選針刀運(yùn)動情況,理論上需要設(shè)置相機(jī)為連續(xù)曝光模式,即相機(jī)曝光時(shí)間等于2個(gè)選針周期。相機(jī)每一幀包含F(xiàn)OT、Reset、Integrating(曝光)3個(gè)操作,如圖5所示。從相機(jī)傳感器手冊中查到FOT(幀開銷時(shí)間)取決于圖像傳感器和ROI區(qū)域,時(shí)間為12~24 μs,Reset復(fù)位操作時(shí)間即為光電二極管復(fù)位時(shí)間,約為50 μs,因此,相機(jī)曝光時(shí)間必須少于2T,具體可以通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)獲得。由于FOT和Reset所占用的時(shí)間不到1 ms,只要保證每次開始曝光和選針器刀頭動作的相對位置固定不變,正常工作的刀頭在圖像中灰度分布就保持穩(wěn)定,因此,選針器動作與相機(jī)曝光觸發(fā)的同步非常重要。

    圖5 全局模式下相機(jī)傳感器曝光控制圖

    相機(jī)開始曝光可采用軟件觸發(fā)和硬件觸發(fā)2種方式。若采用軟件觸發(fā)方式,由于選針器工作和相機(jī)動作分別由選針器控制器和計(jì)算機(jī)2個(gè)系統(tǒng)控制,不能做到絕對同步,隨著運(yùn)行時(shí)間的增加,會累積不同步的時(shí)間差,因此,本文系統(tǒng)中相機(jī)采用硬件觸發(fā)方式,由選針控制器完成選針信號和相機(jī)曝光觸發(fā)信號的發(fā)送,消除了不同步誤差的累積。

    3.3 圖像處理

    以圖2的選針器為例,工作頻率在100 Hz時(shí),1個(gè)選針周期內(nèi)刀頭88.40%的時(shí)間是停留在極限位置,因此,只要分析停留極限位置的時(shí)間,即1幀圖片中該位置上的灰度值,即能判斷出選針器擺動情況,因此,圖片處理的關(guān)鍵內(nèi)容主要包括選針器刀頭極限位置的確定、極限位置上刀頭灰度值的計(jì)算兩大部分。選針器刀頭安裝在選針器罩殼內(nèi),每把刀的相對位置是固定的。由于罩殼是一個(gè)長方體,其輪廓易于通過圖像處理獲得,因此,完成輪廓線的分析,需準(zhǔn)確找出罩殼頂點(diǎn)1和2,結(jié)合選針器實(shí)際零部件尺寸及安裝位置可以快速求出各刀頭的左右極限位置。

    包含刀頭位置信息有效區(qū)域的處理過程如圖6 所示。首先,截取圖6(a)中的罩殼分析框3,對該區(qū)域圖像選取合適的閾值進(jìn)行二值化處理,生成該輪廓的最小外接矩形圖,如6(b)中的藍(lán)色方框所示;然后,求出輪廓上頂點(diǎn)1和2的位置,再以圖6(b)中頂點(diǎn)1和2的2個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)為基準(zhǔn),鎖定包含刀頭位置信息的刀頭分析區(qū)域,截取如圖6(c)中的紅色矩形框4。取圖6(c)中的框4,采用Otsu[14]算法進(jìn)行二值化處理,該方法可以針對圖中的雙峰(刀頭灰度值為一峰,背景值為另一峰)自動計(jì)算出用于圖像分割的最佳閾值,再對二值化后的圖片中的白色部分進(jìn)行圖像形態(tài)學(xué)處理中的腐蝕運(yùn)算,采用3×3卷積核,進(jìn)行 2次迭代運(yùn)算,去除圖片中的毛刺部分和斑點(diǎn)部分,最后得到圖7所示的純黑白圖。

    圖6 刀頭分析區(qū)域處理過程

    圖7 二值化刀頭圖

    從圖7中可看出,每個(gè)選針器刀頭在圖中呈接近矩形的不規(guī)則圖形,通過Cv2.FindContours函數(shù)中的Retr_External模式,對每把刀頭進(jìn)行檢測并得到每把刀頭的最外層輪廓,然后通過moments函數(shù)得到目標(biāo)輪廓的矩陣,并通過幾何矩求取重心公式來計(jì)算出每個(gè)圖形的重心坐標(biāo)。

    (4)

    (5)

    式中:M00為零階矩;M01、M10為一階矩;Xc為重心橫坐標(biāo);Yc為重心縱坐標(biāo)。若重心坐標(biāo)與極限位置的坐標(biāo)值一致,則認(rèn)刀頭位于極限位置。為進(jìn)一步計(jì)算刀頭停留在極限位置的停留時(shí)間是否合理,將以此重心為中心,每個(gè)像素為單位,在原圖中構(gòu)造一個(gè)5像素×5像素的矩陣,取矩陣內(nèi)25個(gè)像素的灰度平均值作為該刀頭的灰度值,與預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行比較,確定刀頭在極限位置上的灰度值(相當(dāng)于停留時(shí)間)是否在正常范圍內(nèi)。如果刀頭正常擺動,則刪除圖片,如果刀頭擺動異常,累計(jì)錯(cuò)誤次數(shù)并保存該錯(cuò)誤圖片,同時(shí)記錄錯(cuò)誤日志保留到指定路徑上的.txt文件上。

    3.4 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

    人機(jī)交互界面主要分為相機(jī)控制區(qū)和結(jié)果顯示區(qū)2個(gè)部分,如圖8所示。

    圖8 人機(jī)交互界面

    相機(jī)控制包括開始、結(jié)束、清除3個(gè)按鈕。點(diǎn)擊開始按鈕啟動相機(jī)拍攝,點(diǎn)擊結(jié)束按鈕停止相機(jī)拍攝,點(diǎn)擊清除按鈕則會清空實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示區(qū)將每把刀頭從左到右編號,顯示過程中每把刀頭錯(cuò)誤次數(shù),通過點(diǎn)擊清除按鈕可將所有刀頭錯(cuò)誤次數(shù)歸零。

    4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析

    4.1 測試原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

    為驗(yàn)證測試原理,將曝光時(shí)間設(shè)定為200 ms,檢測不同頻率下選針器在靜止和擺動時(shí)刀頭的灰度值。按照確定的選針方法,選針器刀頭正常時(shí)會在左右2個(gè)極限位置停留較長時(shí)間,因此,實(shí)際檢測到的每幀圖片如圖9所示。在左右兩極限位置處各有1個(gè)清晰的刀頭圖像。

    圖9 選針器刀頭正常擺動

    選針器刀頭發(fā)生故障時(shí)將出現(xiàn)不擺動,或擺動太慢,導(dǎo)致停留在另一側(cè)的時(shí)間縮短,對應(yīng)極限位置的灰度值下降。

    圖10示出拍攝的8號刀頭停擺狀態(tài)下的圖。2個(gè)極限位置一處灰度特別大,而另一處灰度幾乎為零,說明刀頭沒有正確擺動到左極限位置。

    圖10 選針器刀頭故障

    表1示出200 ms曝光時(shí)間下選針器刀頭的灰度值。表中刀頭序號左1和右1,分別代表選針器第1把刀頭在左右2個(gè)極限位置的灰度值,其余的依此類推。以第1把刀為例,選針頻率10 Hz時(shí),左右2個(gè)極限位置的灰度值分別為103和102,減去背景值的一半(因?yàn)檫x針器在左右2個(gè)極限位置停留時(shí)間均接近一半拍攝周期時(shí)間,所以減去一半背景值),分別為H1l=103-19×0.5=93.5和H1r=102-20×0.5=92,二者基本接近,說明刀頭在2個(gè)極限位置停止的時(shí)間基本相同。同時(shí),這2個(gè)代表刀頭在左右極限位停留時(shí)間的灰度值,接近但小于靜止情況下極限位置灰度值的一半H1=191/2=95.5。這是由于刀頭在2個(gè)極限位之間切換,由刀頭引起的灰度有部分分布在2個(gè)極限位之間的空間,因此,H1l和H1r均小于H1。隨著擺動頻率的增加,在 200 ms 拍攝周期內(nèi)刀頭擺動的次數(shù)也增加,因此,刀頭停在左、右2個(gè)極限位置的灰度值逐漸變小。由此可見,測試系統(tǒng)測出的數(shù)據(jù)與提出的原理相符合,證實(shí)可通過選針器刀頭灰度值來判斷刀頭在極限位置的停留時(shí)間,最終實(shí)現(xiàn)對刀頭在選定頻率下能否正常工作的判斷。

    表1 200 ms曝光時(shí)間下選針器刀頭灰度值

    4.2 閾值求解

    為減少實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)箱采用了黑色吸光布作為背景,盡量減小背景灰度值對實(shí)驗(yàn)的影響。此時(shí),檢測出的背景值基本為0或1,因此,可忽略背景的影響。采用的相機(jī)為8位深度,最大灰度值為255,為盡可能利用相機(jī)的深度值,在實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)整相機(jī)光圈大小,使刀頭靜止時(shí)的灰度約為200,則測試時(shí),針對不同的選針器,根據(jù)其位移曲線可求得左右極限位置停留時(shí)間及對應(yīng)的灰度值。以此為標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)停留時(shí)間的允許誤差求出其灰度閾值,作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

    本文實(shí)驗(yàn)中選針器刀頭在正常擺動下2極限處的灰度值允許范圍為80~90,因此,將灰度閾值設(shè)為80,若其中有一處極限位置的灰度低于80,則說明該選針刀沒有在該極限位置停留足夠時(shí)間,視為擺動錯(cuò)誤。系統(tǒng)將會累計(jì)錯(cuò)誤次數(shù),保存擺動錯(cuò)誤的圖片,并將錯(cuò)誤日志保留到指定路徑的.txt文件中。保存的圖片和日志可為測試后的分析提供依據(jù)。

    4.3 實(shí)驗(yàn)檢測

    實(shí)驗(yàn)時(shí),通過選針器控制器,預(yù)先編程設(shè)置8號刀頭每擺動10 000次停止擺動1次的方式來模擬刀頭發(fā)生錯(cuò)誤的現(xiàn)象,選針器選針頻率設(shè)為100 Hz,相機(jī)曝光拍攝周期為20 ms,因此8號刀頭錯(cuò)誤頻率為100 s/次,即每過100 s,8號刀頭累計(jì)出錯(cuò)1次。

    記錄100、200、500、1 200、3 000、5 400、7 800、16 900 s記錄的錯(cuò)誤次數(shù),分別為1、2、5、12、30、54、78、169,經(jīng)檢驗(yàn)錯(cuò)誤次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的情況完全一致,證明系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)對刀頭在選定頻率下能否正常工作的檢測。

    5 結(jié)束語

    針對選針器現(xiàn)有檢測手段成本高、自動化程序不夠,不能同時(shí)檢測多個(gè)選針器等問題,設(shè)計(jì)了一套以圖像處理為基礎(chǔ)的檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用普通幀率的工業(yè)相機(jī),視頻采集選針器刀頭移動軌跡,圖像分析判斷刀頭擺動情況,記錄異常次數(shù)及異常圖片。實(shí)驗(yàn)時(shí)整套系統(tǒng)置于暗箱中,暗箱自帶的LED燈光源,確保不受外界環(huán)境影響,可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間全自動檢測。與以往選針器檢測技術(shù)相比:1)本文基于圖像的檢驗(yàn)方式,具有通用性高,適用于任一類選針器的特點(diǎn);2)完成的全自動、多刀同步檢驗(yàn)系統(tǒng),與目前采用頻閃儀,人眼觀察,或全自動,單刀檢測的方法相比,具有省人力,高效率的特點(diǎn);3)整套系統(tǒng)硬件配置簡單、成本低。設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)經(jīng)多次檢測表明,該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,可方便應(yīng)用于大批量選針器的性能檢驗(yàn)。

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