[发明专利]基于多模式配准的在线检测装置及检测方法

摘要

本发明公开了一种基于多模式配准的在线检测装置及检测方法，包括自上而下依次安装于机械承载平台上方的模式配准单元和智能照明总成；人工干预单元安装于模式配准单元的右侧，模式配准单元由多个模式配准子单元组成，每个模式配准子单元和人工干预单元均通过交互数据通讯总线分别与中央处理单元连接。本发明同时对检测目标的多个特征信息进行配准分析,实现多个特征信息的分类、汇集和综合，实现高效、精准的在线检测识别；综合了多个特征信息配准的结果，有效实现多特征信息的压缩，减少冗余特征信息，大大减轻硬件系统处理图像信息的压力，提高系统检测精度，综合多模式配准信息的结果为生产线的自动化控制的分析和决策提供有效支撑。

主权项

一种基于多模式配准的在线检测装置，其特征在于：所述检测装置包括机械承载平台（1）、智能照明总成（3）、模式配准单元（4）、人工干预单元（5）、交互数据通讯总线（6）和中央处理单元（7）；模式配准单元（4）和智能照明总成（3）自上而下依次安装于机械承载平台（1）上方；模式配准单元（4）由多个模式配准子单元（8）组成，每个模式配准子单元（8）和人工干预单元（5）均通过交互数据通讯总线（6）分别与中央处理单元（7）连接，以实现配准运行时与各模式配准子单元（8）的数据的实时交互，中央处理单元（7）通过与智能照明总成（3）连接实现对各模式配准子单元（8）对应的照明光源的配置；所述模式配准子单元（8）由镜头（12）、传感器（11）、驱动电路（10）、STM32处理器（9）组成；驱动电路（10）由信号采集模块（13）和高速脉冲模块（14）组成，实现对传感器（11）的驱动与控制，STM32处理器（9）产生信号采集模块（13）和高速脉冲模块（14）工作所需的时序脉冲，高速脉冲模块（14）产生传感器（11）工作所需的高速时序脉冲信号，信号采集模块（13）采集传感器（11）的信号，并将信号传送入STM32 处理器（9）处理；根据检测目标（2）的不同，各个模式配准子单元（8）中的传感器（11）为可见光CCD或者红外CCD，并根据需要配置重复的模式配准子单元（8）以实现重复检测的目的；各个模式配准子单元（8）中的镜头（12）、驱动电路（10）均根据该模式配准子单元（8）中的传感器（11）和具体的配准要求设计；所述智能照明总成（3）由多个照明光源和光源通讯模块（19）组成，各个照明光源随检测目标（2）的运动方向依次安装，且各个照明光源与各个模式配准子单元（8）一一对应设置，每个照明光源均由灯体（16）、多个发光源（17）、光学辅助配件（15）和多个驱动控制模块（18）组成，灯体（16）由两个相对设置的弧形板组成；发光源（17）均布于灯体（16）内圆周，光学辅助配件（15）安装于灯体（16）下方，各个发光源（17）与各个驱动控制模块（18）一一对应连接，每个驱动控制模块（18）均与光源通讯模块（19）连接，光源通讯模块（19）与中央处理单元（7）连接；智能照明总成（3）中的每个照明光源均根据需要提供不同的照明方向、照射角度、光源颜色及不同的光源光谱；灯体（16）为穹形或环形的结构；发光源（17）为LED或红外卤素灯；光学辅助配件（15）为偏振片或漫射板；所述人工干预单元（5）安装于模式配准单元（4）的最后一个模式配准子单元（8）右侧，人工干预单元（5）为键盘或触摸屏；当所有模式配准子单元（8）均未能输出有效检测结果或检测结果不理想，由人工干预单元（5）根据实际情况予以干预，提供人工判决结果，人工干预单元（5）形成的配准规则实时更新到专家规则中；所述中央处理单元（7）由FPGA（20）、DSP（21）、SDRAM（23）和数据存储单元（22）组成， FPGA（20）连接交互数据通讯总线（6），FPGA（20）和DSP（21）之间连接，DSP（21）和数据存储单元（22）连接，DSP（21）和SDRAM（23）连接；FPGA（20）为DSP（21）的协处理器，完成光源控制、驱动与预处理、总线管理以及一些低阶的逻辑功能，而DSP（21）负责完成规则样本学习、决策结果处理类高阶处理算法；SDRAM（23）和数据存储单元（22）分别用于中央处理单元（6）高速工作时的存储与读取，专家规则的智能学习与实时更新；所述基于多模式配准的在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：（ⅰ）初始化根据检测目标（2）的检测要求，利用人工搜集检测样本，初步确定合适配准模式和配准规则（S1）；（ⅱ）优化配准规则设置综合专家配准规则，结合现场工况，依次确定模式配准单元（4）中各个模式配准子单元（8）的配准规则并进行优化，优化后的配准规则输入中央处理单元（7）的数据存储单元（22）中（S2）；（ⅲ）模式配准单元配置根据步骤（ⅱ）中的规则和检测目标（2）的具体检测要求，对模式配准单元（4）中各个模式配准子单元（8）进行配置，包括传感器（11）和镜头（12）的选择（S3）；（ⅳ）照明光源配置结合步骤（ⅲ）中对应传感器（11）和镜头（12）的选择，选用合适照明光源，通过中央处理单元（7）对智能照明总成（3）中各个照明光源进行控制，根据各个照明光源对应的模式配准子单元（8），配置合适的照明程序方案（S4）；（ⅴ）启动配准程序中央处理单元（7）通过交互数据通讯总线（6）将各个模式配准子单元（8）的配准规则下发至该模式配准子单元（8），当检测目标（2）依次经过第i个模式配准子单元、第ii个模式配准子单元2……第n个模式配准子单元等子单元时，对应模式配准子单元（8）开始运行（S5）；（ⅵ）配准结果判定模式配准单元（4）中各个模式配准子单元（8）分别将配准结果送至中央处理单元（7），中央处理单元（7）对各个配准结果进行综合运算处理（S6）；（ⅶ）修改专家规则若与设置的预期检测目标（2）不相符合，通过人工干预单元（5）直接修改综合专家配准规则（S7），重新开始步骤（ⅰ）执行检测，直至检测结果符合预期；人工干预单元（5）形成的配准规则实时更新到专家规则中；（ⅷ）结束若与设置的预期检测目标（2）相符合，则该次检测结束（S8）。