[发明专利]一种柔软介质边缘检测装置

说明书

技术领域

本发明提供一种柔软介质的边缘检测装置及其检测方法，主要用于柔软介质分切领域，涉及到工业产品检测技术、光电技术、传感器技术及图像处理技术，特别是关于边缘检测技术，通过光电传感器检测在均匀平行光照射下所呈的实像，从而确定介质边缘的位置。

背景技术

目前在工业控制领域中，很多情况下需要检测柔软介质(如薄膜、布料，纸张等)的边缘位置，以确保介质沿正确的轨道运动。边缘检测，主要是对物体形状和尺寸进行精确测量。目前边缘检测的方法包括：(1)红外检测，(2)显微镜检测，(3)光耦合器件检测。其中检测精度受检测环境、光源、待测物体的厚度及颜色的影响。

以往公开的边缘检测器如图1所示，边缘检测器包括不透光黑匣子101，光源产生模块102，平行于黑匣子底面和顶面的豁口105，线性CCD传感器106和控制电路107。其中光源产生模块包括光源103和光学凸透镜104，控制电路107直接为光源103供电，并通过光学凸透镜104产生用于投影的平行光。

待测介质从豁口105穿过边缘检测装置，在平行光照射下所得到的实像映射到线性CCD传感器106的感光区，传感器通过光电之间的转化，将每个像素的电信号输出，通过控制电路对电压信号进行处理可以获得介质边缘位置数据。

在电源产生电路中控制电路直接为光源供电，一旦边缘检测装置的电压由于外界的影响而浮动，那么为光源供电的电流也就随之波动，在相同环境下线性CCD传感器所接收的光能也就不同；当外界的光线从黑匣子豁口105进入边缘检测器内部时也会对原有光线有所干扰，这些都会影响线性CCD传感器的检测精度。由于存在上述各种误差因素，采用固定阈值的图像处理电路显然会增大数据误差。这些因素都将导致最终的测量数据出现较大误差甚至错误的结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔软介质的边缘检测装置及其检测方法，以克服外部光源干扰、污物玷污、检测精度差等缺点，并且不受待测物体形状、检测环境的限制。本发明主要用于柔软介质分割加工领域。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种柔软介质的边缘检测装置，其结构包括：图像采集系统、光源系统和一个不透光的黑匣子。所述不透光黑匣子其上底面是一个与水平面成α角的斜面，在黑匣子前后两面靠近底部的中间部分分别有一个矩形豁口，在两个豁口下方的底座上固定一个中间有孔的条状陶瓷固定环，待测介质从此孔穿过检测装置，黑匣子内部的四壁和底部是黑色磨砂层,减少反射光对测量精度的影响；所述图像采集系统包括光学镜头、线性CCD传感器、传感器驱动模块和信号处理模块，线性CCD传感器、传感器驱动模块和信号处理模块位于黑匣子斜面上部，并且与黑匣子内部的光学镜头组合在一起嵌在斜面中下侧，线性CCD传感器模块中的像元排列方向需与黑匣子前后两面平行；所述光源系统包括LED光源和光源驱动模块，位于黑匣子内部与光学镜头平行放置的斜面坡顶，LED光源与水平面的夹角为β，且光源系统发出的一束平行光照射在黑匣子底部平面中央，其入射角为α，使待测介质表面发生镜面反射的反射光线垂直进入光学镜头。

一种柔软介质的边缘检测方法，具体是将被检测的柔软介质经过固定排列的刀具切割后，通过图像采集系统检测其边缘丝线的宽度，以确定柔软介质边缘与同侧割刀的边缘刀片的相对位置。所述的图像采集系统检测边缘丝线的宽度，是通过图像采集系统中线性CCD传感器对待测介质反射光线所呈的实像进行检测而实现的。

本发明提出了一种检测精度高并且不受待测物表面、颜色以及外部光线、污物的干扰的边缘检测装置及方法。采用摄像机系统采集被切割薄膜边缘部分的宽度数据以确定薄膜边缘相对刀具边缘的位置。

附图说明

图1是以往发明实施例中，边缘检测装置的结构框图。

图2是本发明实施例中，边缘检测装置结构左视图。

图3是本发明实施例中，边缘检测装置部分结构前视图。

图4是本发明实施例中，柔软介质切割示意图。

图5是本发明实施例中，LED光源结构示意图。

图中符号说明：