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一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置及方法.pdf

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一种 基于 机器 视觉 车间 落尘量 自动检测 装置 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910050874

申请日:

20190120

公开号:

CN109459354A

公开日:

20190312

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: G01N15/04 主分类号: G01N15/04
申请人: 华东交通大学
发明人: 罗世民;黄捷洲;周佳宇;?#24067;?#33495;;邱学文;吴国丹
地址: 330013 江西省南昌市昌北区双港东路808号
优先权:
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910050874

授权公告号:

法律状态公告日:

20190419

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置及方法,所述装置由白色光滑平板、平行光源、透镜和图像采集处理器组成。平板安装在装置中间,放置于待检测落尘量的地点?#40644;?#34892;光源由LED灯和菲涅尔透镜组成,倾斜安装于平板右上方,发射的平行光与平板的夹角为45度角;图像采集处理器由主控芯片和摄像头组成,主控芯片采用ARM系列的单片机,摄像头型号为OV2640;透镜和图像采集处理器安装在平板左侧,透镜和图像采集处理器在同一中轴线上,中轴线与平板的夹角为45度角。平行光源发射平行光线照射到平板上,平板反射光线到透镜之后进入图像采集处理器采集图像,图像采集处理器通过图像识别判断落尘量,判断是否大于阈值如果大于则报警提醒,如果小于则重复以上步骤。具有算法先进、操作简单等优点。

权利要求书

1.一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:装置中间安装一块平板,右侧安装一个光源,左侧安装一个透镜和图像采集处理器,平行光源发射平行光线照射到平板上,平板反射光线到透镜之后进入图像采集处理器采集图像,图像采集处理器通过图像识别判断落尘量。 2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:所述的平板为白色光滑平板,放置于待检测落尘量的地点。 3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:所述的光源为平行光源,倾斜安装于平板右上方,发射的平行光与平板的夹角为45度角。 4.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:所述的平行光源由LED灯和菲涅尔透镜组成。 5.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:所述的透镜和图像采集处理器倾斜安装在平板左侧,透镜和图像采集处理器在同一中轴线上,中轴线与平板的夹角为45度角。 6.如权利要求5所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:所述的图像采集处理器由主控芯片和摄像头组成,主控芯片采用ARM系列的单片机,摄像头型号为OV2640。 7.一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测方法,其特征在于,包括如下步骤:(a).光源以一定频率发射一束平行光,以45度的入射角照射在平板上;(b).平板将平行光反射出去;(c).透镜将平板反射的平行光缩小;(d).缩小后的平行光进入图像采集处理器采集图像;(e).图像采集处理器将采集的图像进行二值化,得到仅有黑白颜色的图像;(f).统计二值化后的图像中黑色相素点的个数占总像素点的比例;(g).判断是否大于阈值,如果大于则报警提醒,如果小于则重复以上步骤。

说明书


一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置及方法
技术领域


本发明涉及落尘量自动检测技术领域,特别涉及一种基于机器视觉的车间落尘量
自动检测装置及方法。


?#23576;?#25216;术


无尘车间即无尘室,是?#38468;?#19968;定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等
之污染物排除,并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照
明、静电控制在某一需求范围内,而所给予特别设计之房间。随着社会的发展,越来越多的
行业需要无尘车间净化工程。生产工艺的需要,与生产设备、生产环境密切相关,要防止有
灰尘,防止体屑毛发等掉落到产品上,这样才能保证产?#20998;?#37327;。因此对于落尘量的检测是无
尘车间必不可少的工作。


以福州东车辆段为例,轴承(无包装)存放间对落尘量有着?#32454;?#30340;标准。要求轴承
(无包装)存放间环境清洁度定性、定量检查每月1次。定性检查包括:目视要求:空气中不得
有明显飘尘,在专用测试板上不得有明显落灰层;白布检查:以洁净的棉白细布(不得用棉
丝、毛巾或白纱布)擦拭时不得有明显污迹。定量检查包括:以专业测试板检查,24小时轴承
存放间的落尘量≤120㎎/㎡。地面清洁度定性检查包括:目视要求:地面应?#35797;?#33394;,不得存
有油泥、杂物。?#25351;?#35201;求:工作间地面用手触摸?#20445;指?#19981;得有明显的颗粒物存在。


?#32440;錐未?#22312;的落尘量检测大多是采用人工肉眼检测的方法,容易存在较大的误
差,使得检测结果不准确,影响车间的正常工作。目前轴?#37266;?#35013;间并无落尘量自动检测报警
装置,落尘量不能在线监控。因此需要设计一类落尘量自动检测报警装置。针对现有问题,
设计了一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置及方法,可实现落尘量的自动检测和
报警功能,具有算法先进、操作简单等优点。


发明内容


本发明的首要目的在于提供一种落尘量自动检测及报警装置,实现车间内落尘量
的自动检测及自动报警,保证车间内的无尘环境。


为实现以上目的,本发明采用的技术方案为,一种基于机器视觉的车间落尘量自
动检测装置,其特征在于:由平板、光源、透镜和图像采集处理器组成。平行光源发射平行光
线照射到平板上,平板反射光线到透镜之后进入图像采集处理器采集图像,图像采集处理
器通过图像识别判断落尘量,判断是否大于阈值如果大于则报警提醒,如果小于则重复以
上步骤。


优选的,所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,中间安装一块平
板,右侧安装一个光源,左侧安装一个透镜和图像采集处理器。


优选的,所述的平板为白色光滑平板,放置于待检测落尘量的地点。


优选的,所述的光源为平行光源,倾斜安装于平板右上方,发射的平行光与平板的
夹角为45度角。


优选的,所述的透镜和图像采集处理器倾斜安装在平板左侧,透镜和图像采集处
理器在同一中轴线上,中轴线与平板的夹角为45度角。


优选的,所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,平行光源发射平
行光线照射到平板上,平板反射光线到透镜之后进入图像采集处理器采集图像,图像采集
处理器通过图像识别判断落尘量。


优选的,所述的平行光源由LED灯和菲涅尔透镜组成。


优选的,所述的图像采集处理器由主控芯片和摄像头组成,主控芯片采用ARM系列
的单片机,摄像头型号为OV2640。


本发明的另一个目的在于提供一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测方法,实
现落尘量检测的自动化,提高检测结果的精度和准确性,节省大量人力物力。该方法包括如
下步骤:(a).光源以一定频率发射一束平行光,以45度的入射角照射在平板上;(b).平板将
平行光反射出去;(c).透镜将平板反射的平行光缩小;(d).缩小后的平行光进入图像采集
处理器采集图像;(e).图像采集处理器将采集的图像进行二值化,得到仅有黑白颜色的图
像;(f).统计二值化后的图像中黑色相素点的个数占总像素点的比例;(g).判断是否大于
阈值,如果大于则报警提醒,如果小于则重复以上步骤。


与现有技术相比,本发明存在以下技术效果?#21644;?#36807;装置中平行光源发射平行光线
照射到平板上,平板反射光线到透镜之后进入图像采集处理器采集图像,图像采集处理器
通过图像识别判断落尘量,判断是否大于阈值如果大于则报警提醒,如果小于则重复以上
步骤。具有算法先进、操作简单等优点。可以实现落尘量自动检测及自动报警功能,无需耗
费人力物力,同时使得检测结果更加精确,车间工作环境有保障。


附图说明


图1为本发明的结构图


图中:1.图像采集处理器,2.透镜,3.平板,4.光源。


具体实施方式


下面结合图,对本发明作进一步详细叙述。


一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:由平板3、光源4、透
镜2和图像采集处理器1组成。平行光源4发射平行光线照射到平板3上,平板3反射光线到透
镜2之后进入图像采集处理器1采集图像,图像采集处理器1通过图像识别判断落尘量,判断
是否大于阈值如果大于则报警提醒,如果小于则重复以上步骤。


优选的,所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:中间
安装一块平板3,右侧安装一个光源4,左侧安装一个透镜2和图像采集处理器1。


优选的,所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:平板
3为白色光滑平板,放置于待检测落尘量的地点。


优选的,所述的光源4为平行光源,倾斜安装于平板3右上方,发射的平行光与平板
3的夹角为45度角。


优选的,所述的透镜2和图像采集处理器1倾斜安装在平板3左侧,透镜2和图像采
集处理器1在同一中轴线上,中轴线与平板3的夹角为45度角。


优选的,所述的一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测装置,其特征在于:平行
光源4发射平行光线照射到平板3上,平板3反射光线到透镜2之后进入图像采集处理器1采
集图像,图像采集处理器1通过图像识别判断落尘量。


优选的,所述的平行光源4由LED灯和菲涅尔透镜组成。


优选的,所述的图像采集处理器1由主控芯片和摄像头组成,主控芯片采用ARM系
列的单片机,摄像头型号为OV2640。


本发明的另一个目的在于提供一种基于机器视觉的车间落尘量自动检测方法,该
方法包括如下步骤:(a).光源以一定频率发射一束平行光,以45度的入射角照射在平板上;
(b).平板将平行光反射出去;(c).透镜将平板反射的平行光缩小;(d).缩小后的平行光进
入图像采集处理器采集图像;(e).图像采集处理器将采集的图像进行二值化,得到仅有黑
白颜色的图像;(f).统计二值化后的图像中黑色相素点的个数占总像素点的比例;(g).判
断是否大于阈值,如果大于则报警提醒,如果小于则重复以上步骤。


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