[发明专利]一种基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类系统及其方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类系统，其特征在于，包括速度检测模块、第一图像采集模块、第二图像采集模块、第三图像采集模块、工控机(1)、以及用于引导待检测光纤传送的第一导线轮(6)及第二导线轮(7)；

所述速度检测模块设于第二导线轮(7)上，速度检测模块的输出端与工控机(1)的输入端、第一图像采集模块的控制端、第二图像采集模块的控制端及第三图像采集模块的控制端相连接，第一图像采集模块的输出端、第二图像采集模块的输出端及第三图像采集模块的输出端均与工控机(1)的输入端相连接，第一图像采集模块、第二图像采集模块及第三图像采集模块位于同一平面内，第一图像采集模块、第二图像采集模块及第三图像采集模块所处平面与光纤相垂直，光纤到第一图像采集模块、第二图像采集模块及第三图像采集模块的距离均相同。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类系统，其特征在于，所述第一图像采集模块、第二图像采集模块及第三图像采集模块均包括相机(5)及光源(3)，光源(3)产生的光经光纤反射后入射到相机(5)的镜头中，相机(5)的输出端与工控机(1)的输入端相连接，相机(5)的控制端与速度检测模块的输出端相连接。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类系统，其特征在于，所述速度检测模块包括编码器(4)及正交脉冲计数卡(2)，编码器(4)设于第二导线轮(7)上，编码器(4)的输出端与正交脉冲计数卡(2)的输入端相连接，正交脉冲计数卡(2)的输出端与工控机(1)的输入端及相机(5)的控制端相连接。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类系统，其特征在于，所述工控机(1)的输入端与速度检测模块的输出端、第一图像采集模块的输出端、第二图像采集模块的输出端及第三图像采集模块的输出端通过PCI总线相连接。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类系统，其特征在于，所述第三图像采集模块、第一图像采集模块及第二图像采集模块均匀的分布于光纤的周围。

6.一种基于机器视觉的光纤缺陷检测及分类方法，基于权利要求3所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

1)待测光纤在第一导线轮(6)及第二导线轮(7)上运动，带动第一导线轮(6)、第二导线轮(7)及编码器(4)旋转，编码器(4)检测待测光纤的速度信息，然后将所述速度信息转发至正交脉冲计数卡(2)中，正交脉冲计数卡(2)接收所述速度信息，并根据所述速度信息产生触发信号，然后将所述触发信号转发至相机(5)的控制端中，同时将所述速度信息转发至工控机(1)中，工控机(1)显示所述速度信息，相机(5)接收所述触发信号，根据所述触发信号对待测光纤进行拍照，然后将拍照得到的图片转发至工控机(1)中；

2)工控机(1)接收及存储所述待测光纤的图片，并对待测光纤的图片依次进行降噪、滤波及阈值分割处理后，再通过三级分类器对待测光纤的图片进行处理，其中，第一级分类器接收阈值分割处理后的待测光纤图片，然后通过粒子分离算法获取待测光纤图片中粒子信息，当粒子中存在孔并且孔的面积在预设范围内时，记为有黑斑缺陷的光纤图片，当粒子总不存在孔并且粒子面积和等效矩形长宽均在预设范围内时，记为正常光纤图片，从而分离出部分正常光纤图片及部分有黑斑缺陷的光纤图片，然后再将待测光纤的剩余图片转发至第二级分类器中，第二级分类器每隔若干像素通过边缘检测算法获取待测光纤的剩余图片中光纤的上下边缘位置信息，当待测光纤的剩余图片中所有对上下边缘位置的差值均在预设范围内时，则记作正常光纤图片，当待测光纤的剩余图片中任意一对上下边缘位置的差值不在预设范围内时，则记有缺陷光纤图片，然后将有缺陷光纤图片的所有上下边缘位置信息转发至第三级分类器中，第三级分类器接收有缺陷光纤图片的所有上下边缘位置信息，然后判断有缺陷光纤图片中每对上下边缘位置的差值是否小于正常光纤线径，当有缺陷光纤图片中连续若干对上下边缘位置的差值有小于正常光纤线径时，则记作该有缺陷光纤图片为有黑斑缺陷的光纤图片，当有缺陷光纤图片中连续若干对上下边缘位置的差值均大于正常光纤线径时，则分别根据有缺陷光纤图片中各对上下边缘位置的差值判断光纤是否纤芯受损，当光纤纤芯受损时，则将该有缺陷光纤图片记作有边缘损伤而且损伤到纤芯的光纤图片，当光纤纤芯没有受损时，则将该有缺陷光纤图片记作有边缘损伤的光纤图片，同时工控机(1)记录所有正常光纤图片的数量、有黑斑缺陷的光纤图片数量、有边缘损伤的光纤图片数量、有边缘损伤而且损伤纤芯的光纤图片数量，并显示正常光纤图片的数量、有黑斑缺陷的光纤图片数量、有边缘损伤的光纤图片数量、有边缘损伤而且损伤纤芯的光纤图片数量、有黑斑缺陷的光纤图片、有边缘损伤的光纤图片及边缘损伤而且损伤纤芯的光纤图片。