[发明专利]一种基于机器视觉的电缆排列检测系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的电缆排列检测系统，其特征是，包括电缆盘、图像采集模块、智能检测模块、绕线控制模块、绕线电机和异常提醒模块，所述图像采集模块定时对电缆盘进行图像采集，并将采集得到的电缆盘图像传输至智能检测模块，所述智能检测模块用于对接收到的电缆盘图像进行处理和分析，判断电缆盘上电缆排列是否出现异常，当断定电缆盘上电缆排列出现异常时令异常提醒模块进行提醒，并通过绕线控制模块控制绕线电机停止工作，所述智能检测模块包括数据库、目标提取单元和排列检测单元，所述数据库中存储着电缆盘开始绕线后的各采集时刻对应的电缆排列正常情况下的电缆盘区域图像，所述目标提取单元用于提取接收到的电缆盘图像中的电缆盘区域图像，具体包括：

(1)提取所述电缆盘图像中的电缆盘区域的边缘像素，设I(t)表示电缆盘开始绕线t时刻后采集得到的电缆盘图像，I(i，j)表示电缆盘图像I(t)中坐标(i，j)处的像素，l_θ(i，j)表示以像素I(i，j)为中心的长度为d的直线，其中，θ为直线l_θ(i，j)和x轴正方向的夹角，且θ的初始值设置为-15°，定义b(i，j)表示像素I(i，j)的边缘属性值，则b(i，j)的表达式为：

式中，τ_θ(i，j)为直线l_θ(i，j)的边缘权值，h(i，j)为像素I(i，j)的灰度值，I(x，y)为直线l_θ(i，j)上的像素，h(x，y)为像素I(x，y)的灰度值，M(l_θ(i，j))为直线l_θ(i，j)上的像素数，h(max)和h(min)分别为电缆盘图像I(t)中像素灰度值的最大值和最小值，η_θ(i，j)为直线l_θ(i，j)的边缘衡量系数，Ω(a，b)表示以像素I_θ(a，b)为中心的的局部邻域，Ω(c，d)表示以像素I_θ(c，d)为中心的的局部邻域，I_θ(a，b)和I_θ(c，d)分别为直线l_θ(i，j)两端的端点像素，I(m，n)为局部邻域Ω(a，b)中的像素，h(m，n)表示像素I(m，n)的灰度值，w(m，n)为像素I(m，n)的权值，且w(m，n)的表达式为：

其中，ρ(a，b)表示像素I_θ(a，b)的结构系数，且其中，h(a，b+1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(a，b+1)处像素的灰度值，h(a，b-1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(a，b-1)处像素的灰度值，h_θ(a，b)表示像素I_θ(a，b)的灰度值，h(a+1，b)表示电缆盘图像I(t)中坐标(a+1，b)处像素的灰度值，h(a-1，b)表示电缆盘图像I(t)中坐标(a-1，b)处像素的灰度值，ρ(m，n)表示像素I(m，n)的结构系数，且其中，h(m，n+1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m，n+1)处像素的灰度值，h(m，n-1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m，n-1)处像素的灰度值，h(m+1，n)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m+1，n)处像素的灰度值，h(m-1，n)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m-1，n)处像素的灰度值；

I(m′，n′)为局部邻域Ω(c，d)中的像素，h(m′，n′)表示像素I(m′，n′)的灰度值，w(m′，n′)为像素I(m′，n′)的权值，且w(m′，n′)的表达式为：

其中，ρ(c，d)表示像素I_θ(c，d)的结构系数，且其中，h(c，d+1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(c，d+1)处像素的灰度值，h(c，d-1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(c，d-1)处像素的灰度值，h_θ(c，d)表示像素Iθ(c，d)的灰度值，h(c+1，d)表示电缆盘图像I(t)中坐标(c+1，d)处像素的灰度值，h(c-1，d)表示电缆盘图像I(t)中坐标(c-1，d)处像素的灰度值，ρ(m′，n′)表示像素I(m′，n′)的结构系数，且其中，h(m′，n′+1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m′，n′+1)处像素的灰度值，h(m′，n′-1)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m′，n′-1)处像素的灰度值，h(m′+1，n′)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m′+1，n′)处像素的灰度值，h(m′-1，n′)表示电缆盘图像I(t)中坐标(m′-1，n′)处像素的灰度值；

给定边缘像素门限值H(b)，当b(i，j)＞H(b)时，则像素b(i，j)记为边缘像素；

(2)根据提取所得的电缆盘区域的边缘像素确定所述电缆盘图像中的电缆盘区域图像；所述排列检测单元用于对提取的电缆盘区域图像进行分析，判断电缆盘上的电缆排列是否存在异常。