[发明专利]氟塑料薄膜在线疵点检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及线阵图像传感技术和视觉匹配技术领域，特别涉及一种用于检测运动带状材料质量信息的基于线阵图像传感器阵列的在线质量检测系统和方法。

背景技术

氟塑料以其耐高温、抗摩擦、抗腐蚀、高强度以及绝缘性好等优点越来越广泛地应用于工业生产。虽然和其它通用塑料材料相比氟塑料价格较贵，加工相对困难，但由于其性能独特，是解决军工和民用领域许多关键技术和提高生产技术水平不可或缺的材料，目前已被广泛地应用于航空、航天、原子能、电子、电气、化工、机械、建筑、轻纺、食品、医疗等行业，并日益深入到人们的日常生活中。因此研究开发并行线阵CCD阵列在线质量检测系统具有良好的应用前景和市场需求。

目前，已公开了许多有关图像传感器的专利。在这些专利文献中，相当一部分是面阵图像传感器。而关于线阵CCD的只有两例，分别是，200520069068“绝对式角度编码器”和200410051706“LED多色线光源及其制作工艺”，前者是用于线阵CCD控制的编码器，后者是适用于线阵CCD的光源设计，都不体现并行线阵CCD的使用关键技术和动态生产线的在线检测。还有一部分是关于氟塑料产品的专利，其中与带状缠绕材料相关的共有6项，都是关于其再应用的，而关于其质量检测的相关专利还未见报道。有关疵点检测的专利只检索到了东华大学2006年公开的200510110244“一种自动验布等级客观评定系统”，其主要功能是利用DSP模块实现自动验布，不涉及多线阵CCD阵列图像融合以及基于工控网的控制系统等高精度、高速度检测的关键技术。另外，近几年关于线阵CCD检测的算法大多是基于灰度的，没有发现将像素点匹配的二次差分方法用于线阵CCD的图像处理，该方法具有计算量小和精度高的特点，特别适合于运动带状材料的在线质量检测。

发明内容

所要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于并行线阵CCD阵列的带状缠绕材料在线质量检测系统和方法，同时结合一种基于并行线阵CCD的图像融合算法，适用于动态带状材料质量检测和在线控制。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种氟塑料薄膜在线疵点检测系统，包括

(1)并行图像传感器装置：由多个高分辨率线阵CCD组成以获得线阵图像；

(2)图像传感器阵列的控制装置：由多台工控机和触摸屏构成线阵CCD阵列的控制装置，可同时对多个线阵CCD实现同步控制，获得同一被测物在不同位置的线阵图像以实现线阵CCD的图像融合；

(3)图像传输和处理装置：与并行图像传感器装置相连，由多个工控机组成的工控局域网构成，可实现多个线阵CCD的并行数据传输和数据处理；

(4)照明装置：所述的照明装置采用LED红光源和白色背景。

所述的图像传感器阵列的控制装置采用一个工控机控制两个线阵CCD，同时采用总线结构由上位机对数据进行融合和处理。

所述的多个线阵CCD阵列，其成像面呈线形配置，在串行图像检测上，不同CCD是完全独立的；在相邻CCD的重叠区域的设计上，其冗余信息实现多线阵CCD系统的标定，则不同CCD间是合作的。

一种使用氟塑料薄膜在线疵点检测系统的方法，包括下列步骤：

(1)定义无疵点的标准行图像帧和结束行图像帧，利用二次差分和像素点匹配二次差分方法计算出有突变的图像帧，它们被初步判定为有疵点的图像；

(2)计算当前行的帧间差，若其值小于行间差阈值，则读入下一行为当前帧，若其为结束行图像帧则结束，否则返回步骤(1)；

(3)若步骤(2)中其值大于或等于行间差阈值，则将图像输入至上位机；

(4)确定进行行间串行图像融合的行数，进行行间串行图像帧融合；

(5)检测疵点是否在两个CCD重叠区，若不是则输出疵点类型大小和位置；若是则进行并行图像帧融合，再输出疵点类型大小和位置；

(6)读入下一行为当前帧，若其为结束行图像帧则结束，否则返回步骤(1)。

本发明的创新点是采用多个线阵CCD和适用于氟塑料薄膜材质的光源组成光学成像系统，利用多台工控机和触摸屏构成线阵CCD阵列的控制系统，它可以同时对多个线阵CCD摄像机实现同步控制，获得同一被测物在不同位置的线阵图像以实现线阵CCD的图像融合，从而有效地提高采样速率和图像分辨率，实现带状材料的动态视觉在线质量监控