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CN107917698A - 一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统 - Google Patents

一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统 Download PDF

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CN107917698A
CN107917698A CN201711086563.7A CN201711086563A CN107917698A CN 107917698 A CN107917698 A CN 107917698A CN 201711086563 A CN201711086563 A CN 201711086563A CN 107917698 A CN107917698 A CN 107917698A
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CN
China
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detection
image
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displacement sensor
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CN201711086563.7A
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Inventor
楼森
卢文科
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Donghua University
Original Assignee
Donghua University
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Publication date
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    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Abstract

本发明涉及一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块、电容式位移传感器模块和检测模块，所述图像采集模块用于采集待测物件的图像；所述图像处理模块用于保留图像中的结构信息，剔除无关信息；所述电容式位移传感器模块用于获取物件与图像采集模块之间的位置信息，保证图像采集的精度与稳定性；所述检测模块用于对比经图像处理后的设定物件图像与系统采集到的待测物件图像，并对设定物件检测位置和电容式位移传感器输出的物件位置信息进行比较，得到检测结果。本发明能够提高检测效率和稳定性。

Description

一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统
技术领域
本发明涉及物件检测技术领域，特别是涉及一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统。
背景技术
物件检测是生产生活中一项必不可少的工作，也是一个热门的研究方向。大多数物件检测系统都是针对具体的一项事物，例如汽车，玩具等进行检测。而且对于小物件的检测，这方面的针对程度更高。例如将只能检测螺丝的检测系统用于检测纽扣，会产生错误，这就造成了在需要大量检测不同种类小物件的情况下，需要频繁更换检测系统，这对于工厂与企业来说是一笔不小的开支。
随着信息技术和检测技术不断发展，图像处理技术愈加成熟，各类图像采集设备也日趋完善。而在检测技术方面，各种新型传感器在精度和测量速度上也都有提升。其中电容传感器是一种对微小信号敏感，并且不需要接触测量的传感器。其引申出的电容式位移传感器很适合应用在微小位移上的测量。
如今，在注重效率和低能耗的大趋势下，设计一种能够让技术人员更改检测设定的小物件检测系统是有必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，提高检测效率和稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块、电容式位移传感器模块和检测模块，所述图像采集模块用于采集待测物件的图像；所述图像处理模块用于保留图像中的结构信息，剔除无关信息；所述电容式位移传感器模块用于获取物件与图像采集模块之间的位置信息，保证图像采集的精度与稳定性；所述检测模块用于对比经图像处理后的设定物件图像与系统采集到的待测物件图像，并对设定物件检测位置和电容式位移传感器输出的物件位置信息进行比较，得到检测结果。
所述检测模块还分别与报警模块和显示模块相连，所述报警模块在接收到检测模块发送的检测不通过信号后通过无线通信模块通知检测人员；所述显示模块在接收到检测模块发送的检测通过信号后，通过无线通信模块传输检测内容至检测人员。
所述检测模块还连接有存储模块，所述存储模块用于存储设定物件图像和设定物件检测位置。
所述图像采集模块包括相互连接的摄像头和图像采集卡；所述图像采集卡还与图像处理模块相连，用于将所述摄像头采集到的图片转换成数字信号。
所述图像处理模块包括依次连接的灰度化处理单元、灰度增强单元、二值化单元、边缘检测单元和图像滤波单元；所述图像滤波单元的输出端与检测模块的输入端相连。
所述电容式位移传感器模块包括依次相连的信号接收单元、信号调理单元、非线性校正单元和输出单元；所述信号接收单元、信号调理单元和非线性校正单元用于将电容变化信号转换成位移与电压呈线性关系的电压信号；所述输出单元还与检测模块相连。
所述检测模块包括数值拟合单元和图形检测单元；所述数值拟合单元通过对待测物件的位移量变化曲线和设定物件的位移变化曲线比较确定物件检测位置与设定位置是否相符；所述图形检测单元通过SVM分类器对比处理待测物件图像与设定物件图像。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明可以自行改变检测设定，保证检测数量，保证检测环境，同时减少技术人员工作量。本发明能够对同一类小物件进行大量检测，减少人工检测物件耗费的工作量，可以灵活变更检测的小物件类型，可以通过无线通信随时让技术人员知晓系统运行状况，便于维修排错，可以满足技术人员对检测效率的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施方式的检测流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明涉及一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块、电容式位移传感器模块和检测模块，所述图像采集模块用于采集待测物件的图像；所述图像处理模块用于保留图像中的结构信息，剔除无关信息；所述电容式位移传感器模块用于获取物件与图像采集模块之间的位置信息，保证图像采集的精度与稳定性；所述检测模块用于对比经图像处理后的设定物件图像与系统采集到的待测物件图像，并对设定物件检测位置和电容式位移传感器输出的物件位置信息进行比较，得到检测结果。
图1是本实施方式提供的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统的结构示意图，如图1所示，包括图像采集模块1、图像处理模块4、电容式位移传感器模块10、检测模块15、报警模块18、显示模块19、存储模块20和无线通信模块21。
其中，图像采集模块1中的图像采集卡3、电容式位移传感器模块10中的信号调理单元12、非线性校正单元13和输出单元14、图像处理模块4、检测模块15、报警模块18、显示模块19、存储模块20和无线通信模块21设置在STM32f4芯片上。
图像采集模块1包括摄像头2和图像采集卡3；图像采集卡3将摄像头2采集到的图片转换成数字信号便于后续的图像处理，并与图像处理模块4相连，用于采集待测物件的图像。
图像处理模块4包括灰度化处理单元5、灰度增强单元6、二值化单元7、边缘检测单元8和图像滤波单元9；图像滤波单元9的输出端与检测模块15的图形检测单元17的输入端相连，用于保留图像中的结构信息，剔除无关信息，减少数据处理量，以提高检测的性能。
电容式位移传感器模块10包括信号接收单元11、信号调理单元12、非线性校正单元13和输出单元14；信号接收单元11接收到电容变化后产生一个频率信号并发送到信号调理单元12进行处理。信号调理单元12将频率信号转换成直流电压量供非线性校正单元校正13。非线性校正单元13经过处理后把呈位移与电压呈线性关系的电压信号发送到输出单元14。输出单元14与检测模块15的数值拟合单元16相连。电容式位移传感器模块10用于获取物件与摄像头2之间的位置信息，保证图像采集的精度与稳定性。
检测模块15包括数值拟合单元16和图形检测单元17；数值拟合单元16通过对两组位移特性曲线比较确定物件检测位置与设定位置是否相符。图形检测单元17通过SVM分类器对比处理待测物件图像与设定物件图像。检测模块15用于对比图像处理模块4输出的设定物件图像与系统采集到的待测物件图像，并对设定物件检测位置信息和电容式位移传感器模块10输出的物件位置信息进行比较，与报警模块18和显示模块19相连，向报警模块18发送检测不通过信号，向显示模块19发送检测通过信号。
报警模块18在接收到检测模块15发送的检测不通过信号后，通过无线通信模块21通知技术人员22。显示模块19在接收到检测模块15发送的检测通过信号后，通过无线通信模块21传输检测内容至技术人员22处。
存储模块20用于保存技术人员22设定的物件图像和物件检测位置。无线通信模块21用于报警模块18、显示模块19、存储模块20与技术人员22间的信息交流。
下面通过技术人员在操作本发明涉及的物件检测系统的流程进一步说明本发明。
如图2所示，本实施例提供一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统的操作流程，包括：
S1：技术人员将设定物件检测位置的位移特性曲线和设定的物件图像通过无线通信发送到STM32f4芯片上，并保存在存储模块；
S2：物件被电容式位移传感器的接收单元感应到，产生电容量变化；
S3：图像采集模块采集待测物件图像，发送到图像处理模块；
S4：图像处理模块将待测物件图像与设定物件图像一同处理，发送到图形检测单元，同时电容式位移传感器模块将电容量变化转换成位移特性曲线，并发送到数值拟合单元；
S5：检测模块中的数值拟合单元对两组位移特性曲线进行拟合，图形检测单元通过SVM分类器对两组图像进行检测，并产生对应检测内容发送至显示模块，将不通过信号发送至报警模块；
S6：报警模块和显示模块将信息通过无线通信发送至技术人员，技术人员进行核对。
不难发现，本发明能够根据技术人员设定的物件图像检测出待测物件是否与设定物件相匹配，并且能一次大量地检测与设定物件相匹配的待测物件，提高整体检测工程的效率。本发明能够对检测环境进行一定程度的设定，防止待测物件出现在不理想的检测环境中，提高物件检测整体的可靠性和稳定性。本发明能够随技术人员需要更改设定物件以及设定的检测环境，并且设定方法简单，通过无线通信就能非常方便地更改相关设定，提高整体系统维护效率。

Claims (7)

1.一种基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块、电容式位移传感器模块和检测模块，其特征在于，所述图像采集模块用于采集待测物件的图像；所述图像处理模块用于保留图像中的结构信息，剔除无关信息；所述电容式位移传感器模块用于获取物件与图像采集模块之间的位置信息，保证图像采集的精度与稳定性；所述检测模块用于对比经图像处理后的设定物件图像与系统采集到的待测物件图像，并对设定物件检测位置和电容式位移传感器输出的物件位置信息进行比较，得到检测结果。
2.根据权利要求1所述的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，其特征在于，所述检测模块还分别与报警模块和显示模块相连，所述报警模块在接收到检测模块发送的检测不通过信号后通过无线通信模块通知检测人员；所述显示模块在接收到检测模块发送的检测通过信号后，通过无线通信模块传输检测内容至检测人员。
3.根据权利要求1所述的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，其特征在于，所述检测模块还连接有存储模块，所述存储模块用于存储设定物件图像和设定物件检测位置。
4.根据权利要求1所述的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包括相互连接的摄像头和图像采集卡；所述图像采集卡还与图像处理模块相连，用于将所述摄像头采集到的图片转换成数字信号。
5.根据权利要求1所述的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，其特征在于，所述图像处理模块包括依次连接的灰度化处理单元、灰度增强单元、二值化单元、边缘检测单元和图像滤波单元；所述图像滤波单元的输出端与检测模块的输入端相连。
6.根据权利要求1所述的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，其特征在于，所述电容式位移传感器模块包括依次相连的信号接收单元、信号调理单元、非线性校正单元和输出单元；所述信号接收单元、信号调理单元和非线性校正单元用于将电容变化信号转换成位移与电压呈线性关系的电压信号；所述输出单元还与检测模块相连。
7.根据权利要求1所述的基于电容式位移传感器和图像处理的小物件检测系统，其特征在于，所述检测模块包括数值拟合单元和图形检测单元；所述数值拟合单元通过对待测物件的位移量变化曲线和设定物件的位移变化曲线比较确定物件检测位置与设定位置是否相符；所述图形检测单元通过SVM分类器对比处理待测物件图像与设定物件图像。
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