[发明专利]一种基于机器视觉算法来测量电缆结构尺寸参数的系统

说明书

本发明提供一种基于机器视觉算法来测量电缆结构尺寸参数的系统，所述系统采用照明单元为待测量的电缆样品进行照明，位置控制单元控制样品旋转和跳动，光学成像单元采集运动的待测量的电缆样品的图像信息传输至数据处理单元，数据处理单元根据接收的图像信息计算样品的结构尺寸参数，所述方法采用亚像素边缘提取和拟合算法计算电缆轮廓的直径参数，利用匹配算法计算电缆轮廓的厚度参数，利用区域填充方法计算电缆的导体线芯根数。所述系统和方法能够准确、快速、全面的测量电缆结构尺寸参数的，被测电缆样品最大厚度可达10cm，极大地降低了电缆结构尺寸参数测量时间，提高了电缆结构尺寸参数的测量效率，节省了测量工序，降低了劳动强度。

技术领域

本发明涉及电缆参数测量领域，并且更具体地，涉及一种基于机器视觉算法来测量电缆结构尺寸参数的系统。

背景技术

电缆结构尺寸参数测量是电缆到货检验和抽检的必检项目，也是发现电缆制造质量缺陷最基本的试验项目之一。开展电缆结构尺寸参数测量，易于发现电缆制造质量缺陷，可有效提升入网电缆质量，保证电缆长期安全运行。电缆结构尺寸测量参数主要包括：电缆结构轮廓直径参数、电缆结构厚度参数和电缆金属导体线芯根数。目前，在进行电缆结构尺寸参数测量时，主要借助器械或手工方式，将电缆逐层打开取样进行参数测量，严重依赖试验人员经验，测量工作繁琐，测量时间长，测量误差大且精度难以保证。因此，电缆制造、检测、运行等各个环节对具有非接触、精度高、速度快、一体化式的电缆结构尺寸参数智能测量系统有着迫切的需求。

随着高清镜头、光学成像、运动控制等与图像采集相关的技术日益提升，图像去噪、边缘检测、图像分割与识别等机器视觉算法的日益完善，将图像作为信息传递的载体，依据视觉的原理和数字图像处理技术对物体的成像图像进行结构尺寸测量在现代工业检测领域中发挥着重要的作用。基于机器视觉的图像测量技术已在机械制造、通信、国防和航空航天等应用领域得到了实际应用。由于电缆结构尺寸范围跨度大，对绝缘厚度、屏蔽厚度等结构参数测量精度要求高，现有的技术文献所公开的测量方法测量精度低、测量参数少、测量速度慢、测量成本高，均不适用于结构层数多、参数跨度大、精度要求高来测量电缆结构尺寸参数的。

发明内容

为了解决现有技术中测量电缆参数是借助器械或手工方式，将电缆逐层打开取样进行参数测量，严重依赖试验人员经验，测量工作繁琐，测量时间长，测量误差大且精度难以保证的技术问题，本发明提供一种基于机器视觉算法来测量电缆结构尺寸参数的系统，所述系统包括：

光学成像单元，其一端与数据处理单元连接，另一端与位置控制单元连接，用于在照明单元为待测量的电缆样品进行照明时，采集放置于位置控制单元的所述待测量的电缆样品的图像信息，并将图像信息传输至数据处理单元；

位置控制单元，其一端与数据处理单元连接，另一端与光学成像单元连接，其用于根据数据处理单元的第二指令，使待测量的电缆样品进行跳动和旋转；

数据处理单元，其与光学成像单元，照明单元和位置控制单元分别连接，其用于输出第一指令控制照明单元，输出第二指令控制放置于位置控制单元的待测量的电缆样品进行跳动和旋转，并根据光学成像单元传输的图像信息计算待测量的电缆样品的结构尺寸参数；

照明单元，其与数据处理单元连接，用于根据数据处理单元的第一指令为放置于位置控制单元的待测量的电缆样品进行照明，其中，所述照明单元包括：

环形光源，其与光源控制器连接，用于根据光源控制器的指令为待测量的电缆样品进行照明；

光源控制器，其一端与环形光源连接，另一端与数据处理单元连接，用于根据数据处理单元的第一指令控制环形光源的工作状态。

进一步地，所述系统还包括：

结果输出单元，其用于根据数据处理单元的计算结果，生成待测量的电缆样品的结构尺寸参数的检测报告，所述参数包括直径参数、厚度参数和导体线芯根数。

进一步地，所述光学成像单元包括：