工业相机控制方法、缺陷识别方法及系统及装置及介质与流程

1.本发明涉及机器视觉领域，具体地，涉及工业相机控制方法、缺陷识别方法及系统及装置及介质。


背景技术：

2.卷材缺陷识别常采用线阵相机采集图像。自动卷绕设备运行时振动非常明显，并且为对齐卷材边缘，纠偏装置不停校正位置，导致线阵相机摄取的图片质量较差，难以用于软件自动分析。
3.卷绕设备一般通过手动调节卷绕速度，每次卷绕的速度不完全相同，而面阵相机不能直接由编码器触发抓拍，造成相机配置固定的抓拍速度，会在卷绕速度较慢时，产生大量重复的图片，卷绕速度较快时，则会发生遗漏，进而使得卷材缺陷识别产生大量重复缺陷以及部分缺陷未识别。


技术实现要素：

4.本发明其中一个目的是提供一种工业相机控制方法，本方法能够控制工业相机自动抓拍，适应不同的卷绕速度。
5.本发明其中一个目的是提供一种卷材缺陷识别方法及系统，本方法及系统能够根据编码器反馈的信号，自动计算卷绕的长度，控制工业相机抓拍，适应不同的卷绕速度，通过抓拍的图片能够识别图片中的卷材缺陷信息，并且能够通过统计卷绕长度，并自动关联抓拍的图片，以便快速定位缺陷位置。
6.为实现上述发明目的，本发明提供了一种工业相机控制方法，所述方法包括：
7.配置同步控制器和工业相机的相关参数，得到配置参数；
8.根据配置参数计算得到工业相机前后两次拍摄图片之间的拍摄间隔x，同步控制器累计接收到x个脉冲信号则控制工业相机拍摄一次，工业相机拍摄一次后同步控制器将累计接收到的脉冲信号个数清零并重新计数；其中，编码器用于基于卷绕设备的卷绕速度生成相应的脉冲信号，并将脉冲信号发送至同步控制器；工业相机用于对卷绕设备上的卷材拍摄图片。
9.其中，本方法能够根据配置参数计算得到工业相机前后两次拍摄图片之间的拍摄间隔，通过拍摄间隔控制工业相机进行自动拍摄，实现了工业相机自动抓拍，适应不同的卷绕速度。
10.优选的，本方法在配置相关参数前还包括以下步骤：同步控制器通电后自动开机并初始化。
11.优选的，本方法中配置参数包括：同步控制器的同步轮直径r，同步轮转动360
°
输出的脉冲数p，卷材运动方向的工业相机视场宽度w，工业相机拍摄的图片重叠率a％；工业相机的拍摄间隔其中，前后两张图片不可能做到无缝拼接，为了避免漏拍，前一张图片的下沿与后一张图片的上沿，有一定区域是重复的，重叠率是指重复区域占所
在图片的比例。
12.优选的，本方法中同步控制器的同步轮安装在卷绕设备的卷轮下方，并且同步轮与卷轮接触，卷轮能够带动同步轮转动，编码器安装在同步轮上。
13.其中，由于卷轮与同步轮接触，卷轮在转动的过程中会带动同步轮转动，编码器通过采集同步轮的转动信息，然后传输给同步控制器，进而得到相应的卷绕设备转动速度信息。
14.优选的，本方法中的工业相机为面阵相机。其中，工业相机按照传感器的结构特性可分为面阵相机和线阵相机，传统的方法中采用的是线阵相机采集图像，线阵相机抓拍频率较高，且自动卷绕设备运行时振动非常明显，并且为对齐卷材边缘，纠偏装置不停校正位置，导致线阵相机摄取的图片质量较差，难以用于软件自动分析。为了解决上述问题，本发明中的工业相机采用面阵相机，面阵相机抓拍频率相对较低，能够有效避免设备振动和纠偏造成的影响。
15.本发明还提供了一种卷材缺陷识别方法，所述方法包括：
16.采用所述的工业相机控制方法控制工业相机拍摄得到若干图片；
17.自动识别所述若干图片中的卷材缺陷信息；
18.若识别出的缺陷信息符合报警要求，则控制卷绕设备停止并报警；
19.若识别出的缺陷信息未符合报警要求，则自动记录缺陷信息。
20.优选的，本方法中卷材的卷绕长度r为同步控制器的同步轮直径，p为同步轮转动360
°
输出的脉冲数，n为同步控制器接收到的脉冲信号的总数。
21.优选的，本方法中同步控制器通过接收到的脉冲信号统计卷材的卷绕长度，将卷材的卷绕长度与工业相机拍摄的图片关联，确定拍摄的图片在所拍摄卷材上对应的位置；
22.基于工业相机拍摄得到的若干图片及图片对应的位置信息识别图片中的卷材缺陷信息；
23.若识别出的缺陷信息符合报警要求，则控制卷绕设备停止并报警；
24.若识别出的缺陷信息未符合报警要求，则自动记录缺陷信息及对应的位置信息。
25.其中，同步轮的编码器输出一个脉冲就表示单位长度，通过统计脉冲数就能得到卷材长度信息，在检测出缺陷的时候，记录下当前长度实现了卷材的卷绕长度与工业相机拍摄的图片关联。
26.本发明还提供了一种卷材缺陷识别系统，所述系统包括：
27.工业相机、同步控制器、编码器和计算机；
28.其中，卷材缺陷识别系统的工作流程为：
29.配置同步控制器和工业相机的相关参数，得到配置参数；
30.根据配置参数计算得到工业相机前后两次拍摄图片之间的拍摄间隔x，同步控制器累计接收到x个脉冲信号则控制工业相机拍摄一次，工业相机拍摄一次后同步控制器将累计接收到的脉冲信号个数清零并重新计数；其中，编码器用于基于卷绕设备的卷绕速度生成相应的脉冲信号，并将脉冲信号发送至同步控制器；工业相机用于对卷绕设备上的卷材拍摄图片；
31.同步控制器通过接收到的脉冲信号统计卷材的卷绕长度，将卷材的卷绕长度与工
业相机拍摄的图片关联，确定拍摄的图片在所拍摄卷材上对应的位置；
32.将工业相机拍摄得到的若干图片及图片对应的位置信息发送至计算机；
33.计算机识别图片中的卷材缺陷信息；
34.若识别出的缺陷信息符合报警要求，则控制卷绕设备停止并报警；
35.若识别出的缺陷信息未符合报警要求，则自动记录缺陷信息及对应的位置信息。
36.其中，本系统能够根据编码器反馈的信号，自动计算卷绕的长度，控制面阵相机抓拍，适应不同的卷绕速度。并且本系统中的工业相机可优选为面阵相机，面阵相机抓拍频率相对较低，有效避免设备振动和纠偏造成的影响。同步控制器通过统计卷绕长度，并自动关联抓拍的图片，以便快速定位缺陷位置。
37.本发明还提供了一种卷材缺陷识别装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述卷材缺陷识别方法的步骤。
38.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述卷材缺陷识别方法的步骤。
39.本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
40.本发明中的工业相机控制方法能够控制工业相机自动抓拍，适应不同的卷绕速度。
41.本发明中的卷材缺陷识别方法及系统能够根据编码器反馈的信号，自动计算卷绕的长度，控制工业相机抓拍，适应不同的卷绕速度，通过抓拍的图片能够识别图片中的卷材缺陷信息，并且能够通过统计卷绕长度，自动关联抓拍的图片，以便快速定位缺陷位置。
42.本发明提中的卷材缺陷识别方法及系统只需要配置少量参数，自动完成图像抓拍，使用面阵相机能够自动适应不同的卷绕速度，有效降低卷绕设备振动和纠偏对图像的影响。并且采用硬件触发方式，图片抓拍延时小，系统可靠性高。
附图说明
43.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
44.图1是本发明中工业相机控制方法的流程示意图；
45.图2是本发明中卷材缺陷识别系统的工作流程示意图；
46.图3是本发明中卷材缺陷识别系统的组成示意图；
47.图4是本发明中同步控制器的正面示意图；
48.图5是本发明中同步控制器的背面示意图；
49.其中，1
‑
计算机，2
‑
同步控制器，3
‑
报警灯，4
‑
编码器，5
‑
面阵相机，6
‑
卷材，7
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电源指示灯，8
‑
电源接口，9
‑
编码器接口，10
‑
第一网口，11
‑
第二网口，12
‑
第一报警灯控制接口，13
‑
第二报警灯控制接口，14
‑
第三报警灯控制接口，15
‑
设备停止控制接口，16
‑
设备启动控制接口，17
‑
相机抓拍控制接口。
具体实施方式
50.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实
施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
51.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
52.实施例一
53.本发明实施例一提供了一种工业相机控制方法，如图1所示，所述方法包括：
54.同步控制器通电后自动开机并初始化；配置同步控制器和工业相机的相关参数，得到配置参数；本方法中配置参数包括：同步控制器的同步轮直径r，同步轮转动360
°
输出的脉冲数p，卷材运动方向的工业相机视场宽度w，工业相机拍摄的图片重叠率a％；其中，配置参数的具体范围和数值可以根据实际情况进行调整，本发明对参数的范围和数值不进行具体的限定
55.根据配置参数计算得到工业相机前后两次拍摄图片之间的拍摄间隔x，工业相机的拍摄间隔同步控制器累计接收到x个脉冲信号则控制工业相机拍摄一次，工业相机拍摄一次后则同步控制器将累计接收到的脉冲信号个数清零并重新计数；其中，编码器用于基于卷绕设备的卷绕速度生成相应的脉冲信号，并将脉冲信号发送至同步控制器；工业相机用于对卷绕设备上的卷材拍摄图片。
56.其中，在本实施例一中，本方法能够根据配置参数计算得到工业相机前后两次拍摄图片之间的拍摄间隔，通过拍摄间隔控制工业相机进行自动拍摄，实现了工业相机自动抓拍，适应不同的卷绕速度。
57.其中，在本实施例一中，本方法中同步控制器的同步轮安装在卷绕设备的卷轮下方，并且同步轮与卷轮接触，卷轮能够带动同步轮转动，编码器安装在同步轮上。
58.其中，由于卷轮与同步轮接触，卷轮在转动的过程中会带动同步轮转动，编码器通过采集同步轮的转动信息，然后传输给同步控制器，进而得到相应的卷绕设备转动速度信息。
59.其中，本实施例一中的卷绕设备可以是自动卷绕设备，也可以是半自动卷绕设备，本发明实施例不对卷绕设备的类型进行具体的限定，本发明实施例也不对卷绕设备上的卷材类型进行具体的限定。
60.其中，在本实施例中，本方法中的工业相机为面阵相机。其中，工业相机按照传感器的结构特性可分为面阵相机和线阵相机，传统的方法中采用的是线阵相机采集图像，线阵相机抓拍频率较高，且自动卷绕设备运行时振动非常明显，并且为对齐卷材边缘，纠偏装置不停校正位置，导致线阵相机摄取的图片质量较差，难以用于软件自动分析。为了解决上述问题，本发明中的工业相机采用面阵相机，面阵相机抓拍频率相对较低，能够有效避免设备振动和纠偏造成的影响。
61.其中，本实施例一中的同步控制器也可以采用其他类似或具有相应控制功能的控制器进行替代，本发明对同步控制器的具体实施方式不进行限定。
62.其中，本实施例一中的编码器也可以采用其他类似或具有相应功能的器件进行替代，本发明对编码器的具体实施方式不进行限定。如该器件可以是将信号或数据进行编制、
转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的器件。
63.实施例二
64.本发明实施例二提供了一种卷材缺陷识别方法，所述方法包括：
65.采用实施例一所述的工业相机控制方法控制工业相机拍摄得到若干图片；
66.自动识别所述若干图片中的卷材缺陷信息；
67.若识别出的缺陷信息符合报警要求，则控制卷绕设备停止并报警；
68.若识别出的缺陷信息未符合报警要求，则自动记录缺陷信息。
69.其中，本发明实施例二中，本方法中卷材的卷绕长度r为同步控制器的同步轮直径，p为同步轮转动360
°
输出的脉冲数，n为同步控制器接收到的脉冲信号的总数。
70.其中，本发明实施例中，本方法中同步控制器通过接收到的脉冲信号统计卷材的卷绕长度，将卷材的卷绕长度与工业相机拍摄的图片关联，确定拍摄的图片在所拍摄卷材上对应的位置；
71.基于工业相机拍摄得到的若干图片及图片对应的位置信息识别图片中的卷材缺陷信息；
72.若识别出的缺陷信息符合报警要求，则控制卷绕设备停止并报警；
73.若识别出的缺陷信息未符合报警要求，则自动记录缺陷信息及对应的位置信息。
74.其中，本实施例二中的卷绕设备可以是自动卷绕设备，也可以是半自动卷绕设备，本发明实施例不对卷绕设备的类型进行具体的限定，本发明实施例也不对卷绕设备上的卷材类型进行具体的限定。
75.其中，本实施例二中，本发明中的报警方式可以是语音报警，也可以是声光报警，也可以是将报警信息发送至预设终端或工作人员或后台，本发明对具体的报警方式不进行限定。
76.其中，本实施例二中，本方法将记录缺陷信息及对应的位置信息进行存储，也可以生成相应的缺陷日志共工作人员查看。
77.实施例三
78.本发明实施例三提供了一种卷材缺陷识别系统，所述系统包括：
79.工业相机、同步控制器、编码器和计算机；
80.其中，如图2所示，卷材缺陷识别系统的工作流程为：
81.配置同步控制器和工业相机的相关参数，得到配置参数；
82.根据配置参数计算得到工业相机前后两次拍摄图片之间的拍摄间隔x，同步控制器累计接收到x个脉冲信号则控制工业相机拍摄一次，工业相机拍摄一次后同步控制器将累计接收到的脉冲信号个数清零并重新计数；其中，编码器用于基于卷绕设备的卷绕速度生成相应的脉冲信号，并将脉冲信号发送至同步控制器；工业相机用于对卷绕设备上的卷材拍摄图片；
83.同步控制器通过接收到的脉冲信号统计卷材的卷绕长度，将卷材的卷绕长度与工业相机拍摄的图片关联，确定拍摄的图片在所拍摄卷材上对应的位置；
84.将工业相机拍摄得到的若干图片及图片对应的位置信息发送至计算机；
85.计算机识别图片中的卷材缺陷信息；
86.若识别出的缺陷信息符合报警要求，则控制卷绕设备停止并报警；
87.若识别出的缺陷信息未符合报警要求，则自动记录缺陷信息及对应的位置信息。
88.其中，本系统能够根据编码器反馈的信号，自动计算卷绕的长度，控制面阵相机抓拍，适应不同的卷绕速度。并且本系统中的工业相机可优选为面阵相机，面阵相机抓拍频率相对较低，有效避免设备振动和纠偏造成的影响。同步控制器通过统计卷绕长度，并自动关联抓拍的图片，以便快速定位缺陷位置。
89.其中，在本发明实施例三中，如图3
‑
图5所示，同步控制器具有一路信号输入接口，五路信号输出接口，两路网络接口。信号输入接口用于接收编码器脉冲信号。信号输出接口包含一路抓拍触发输出接口，用于控制面阵相机抓拍图片；两路设备启动和停止控制接口，用于控制卷绕设备启停；三路报警灯控制接口，用于控制报警灯光。其中一路网络接口用于同步控制器与计算机通信，另一路路网络接口用于同步控制器与面阵相机通信。
90.本系统的卷材缺陷识别流程包括：
91.同步控制器通电后自动开机并初始化；
92.计算机通过网络配置同步控制器的参数，包含同步控制器的同步轮直径r，同步轮转动360
°
输出的脉冲数p，卷材运动方向的面阵相机视场宽度w，图片重叠率a％；其中，配置图片重叠率是为避免连续抓拍的两张图片之间存在间隙遗漏。
93.卷绕设备开始卷绕后，根据计算得到面阵相机的抓拍间隔，同步控制器接每接收到编码器发送的x个脉冲信号，则触发面阵相机抓拍一次；
94.同步控制器通过编码器发送的脉冲信号统计卷材的卷绕长度，即根据统计卷绕长度，并与面阵相机抓拍的图片进行关联，确定抓拍的图片所摄取的卷材上对应的位置，以便发现缺陷时快速定位缺陷位置；其中n表示同步控制器接收到编码器发送的脉冲信号的总数；
95.计算机通过网络与同步控制器通信连接，获取抓拍的图片以及图片位置信息，并自动识别抓拍图片中的缺陷；
96.若图片中存在严重的缺陷，计算机通过同步控制器控制卷绕设备停止，并触发报警灯光，提示现场人员及时处理；
97.若图片中的缺陷不严重仅需记录，则计算机自动记录缺陷及位置信息，以便查询及定位。
98.其中，缺陷的严重与不严重判断标准或方式可以根据实际情况进行灵活调整，如根据缺陷个数、缺陷面积大小、缺陷类型、卷材产品类型、卷材型号等等进行判断，本发明对缺陷的严重情况判断标准和方式不进行具体的限定。
99.其中，本实施例三中计算机中运行有相应的卷材缺陷识别软件，卷材缺陷识别软件通过相应的识别方式能够识别图片中的缺陷，本发明对图片中具体的缺陷识别方式不进行限定。
100.实施例四
101.本发明实施例四提供了一种卷材缺陷识别装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述卷材缺陷识别方法的步骤。
102.其中，所述处理器可以是中央处理器(cpu，central processing unit)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor)、专用集成电路(application specific integrated circuit)、现成可编程门阵列(fieldprogrammable gate array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
103.所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的数据，实现发明中卷材缺陷识别装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器、还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡，安全数字卡，闪存卡、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
104.实施例五
105.本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述卷材缺陷识别方法的步骤。
106.所述卷材缺陷识别装置如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序可存储于一计算机可读存介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读取介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存储器、点载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。
107.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
108.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。