一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法技术

本发明专利技术涉及一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法，包括如下步骤：一，生成插针的2D灰度图像和3D点云；二，分离出灰度图像中只包含插针末端的区域；三，得到各区域的圆心坐标；四，判断插针位置是否满足精度要求；五，生成插槽区域灰度图像；六，得到全部的插槽中心点坐标；步骤七，判断插槽间距是否满足精度要求；步骤八，综合插针位置和插槽间距的精度水平，判断用电信息采集终端通信模块针脚正位度情况。本发明专利技术旨在通过将2D灰度图像处理与3D点云处理技术相结合的算法，以及灰度值相似性的模板匹配算法，分别对插针和插槽的正位度进行检测，为用电信息采集终端通信模块的检测提供更加科学合理的方法，实现企业的降本增效。

【技术实现步骤摘要】
一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法
本专利技术属于用电信息采集设备检测
，涉及一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法。
技术介绍
近年来，随着电子技术、通信技术、控制技术和计算机技术的快速发展，国网天津电力公司基于三相表自动化检定系统开发了用电信息采集终端自动化检测系统，实现了用电信息采集终端自动化检测。作为用电信息采集终端的重要结构之一，通信模块上的每个针脚都有特定的物理意义，其正位度直接影响着通讯的准确率。在生产过程中，受到设备精度的限制，通讯模块的插针和插槽的实际位置可能与图纸稍有偏离。因此，电力远程/本地通讯模块插针正位度检测和插槽的匹配度检测是用电信息采集终端自动化检测的重要环节。该项检测作业以往主要依靠人力进行目测和插拔试验的方式完成，无法实现对采集终端远程/本地模块针脚的正位度和一致性的数据计算、分析和统计，影响了对采集终端安装远程/本地通信模块的安全性和效率性。目前已有相关研究将图像处理和计算机视觉技术引入电子器件针脚识别中，但所使用的2D灰度图像处理方法很难对插针进行定位，而3D点云处理方法对拟合圆心的确定较为困难，且在工程上处理运算量比较大，检测方法还有待进一步完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，利用3D线扫相机对采集终端远程/本地通信模块插针进行扫描成像，生成插针的2D灰度图像和3D点云；步骤二，将生成的2D灰度图像与3D点云相融合，分离出灰度图像中只包含插针末端的区域；步骤三，对分离出的区域做联通区域分析，得到各区域的圆心坐标；步骤四，根据得到的各区域圆心坐标，判断插针位置是否满足精度要求；步骤五，利用2D相机对采集终端针脚插槽进行拍照，生成插槽区域灰度图像；步骤六，针对生成的插槽区域灰度图像，基于灰度相似度的匹配算法，得到全部的插槽中心点坐标；步骤七，根据插槽中心点坐标，判断插槽间距是否满足精度要求；步骤八，综合插针位置和插槽间距的精度水平，判断用电信息采集终端通信模块针脚正位度情况。而且，所述将2D灰度图像与3D点云相融合的方法为：首先对插针的3D点云进行处理，从中分离出针脚的末端，假设插针的高度是L，当3D点云高度P小于0.8倍L时，将该区域高度P0设置为0，反之则设置为1，用式(1)来表示：再将上述二值化处理后的3D点云与2D灰度图像按照式(2)对位相乘，从灰度图像I中分离出插针末端的区域I0：I0＝P0×I(2)而且，所述根据得到的各区域圆心坐标，判断插针位置是否满足精度要求的方法为：对于同一排插针，计算相邻插针之间的距离d1，对于相对位置的两排插针，计算两两间距d2，根据被检通信单元的品规，调用预先设置的标准模板进行对比，若d1和d2与标准模板数据间的误差保持在合格的区域内，则为满足精度要求，所述的误差为±0.1mm。而且，所述针对生成的插槽区域灰度图像，基于灰度相似度的匹配算法，得到全部的插槽中心点坐标的方法为：在插槽区域灰度图像上，手动划定出插槽位置，作为后续可重复使用的灰度相似度匹配标准模板；将该模板与插槽灰度图像做模板匹配，根据相关系数的大小来确定各个插槽的中心点坐标。而且，所述根据插槽中心点坐标，判断插槽间距是否满足精度要求的方法为：对于同一排插槽，计算相邻插槽之间的距离d3；对于相对位置的两排插槽，计算两两距离d4；根据被检通信单元的品规，调用预先设置的标准模板进行对比，若d3和d4与标准模板数据间的误差保持在合格的区域内，则为满足精度要求，所述的误差为±0.1mm。本专利技术的优点和有益效果为：本用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法，将2D灰度图像处理与3D点云处理技术相结合，利用2D灰度图像处理中成熟算法和3D信息的容易定位的特征，既提高了定位的准确度，也降低了计算量，同时提高了算法的稳定度；在针脚插槽间距检测时，采用灰度值相似性的模板匹配算法，只需一次人工划定区域，后续即可重复使用，不再需要人工参与，保证了功能稳定性和操作的连续性。本专利技术提供的检测方法，能够减少人工手动目检环节，实现对采集终端远程/本地通信模块的快速、准确测试，不仅满足了生产节拍要求，降低了工人疲劳强度，还提高了一次装配直通率和生产效率，此外，还为该类被检测设备的大数据统计分析提供了数据样本保障。附图说明图1为本专利技术中同排相邻的插针间距。图2为本专利技术中相对位置的插针间距。图3为本专利技术中灰度相似度匹配得到的插槽中心位置。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。步骤一，利用3D线扫相机对采集终端远程/本地通信模块插针进行扫描成像，生成插针的2D灰度图像和3D点云。具体的，用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测系统采用双面工业相机、专业光源及专业图像处理软件，利用多线程技术，让多相机的采集、数据处理、通信并行运行，以提高系统检测效率。经定制载具对模块进行定位后，利用3D线扫描相机扫描插针正上方，得到插针的2D灰度图像和3D点云。步骤二，将2D灰度图像与3D点云相融合，分离出灰度图像中只包含插针末端的区域。具体的，将2D灰度图像与3D点云相融合的方法为：首先对插针的3D点云进行处理，从中分离出针脚的末端。假设插针的高度是L，当3D点云高度P小于0.8倍L时，将该区域高度P0设置为0，反之则设置为1，用式(1)来表示：再将上述二值化处理后的3D点云与2D灰度图像按照式(2)对位相乘，从灰度图像I中分离出插针末端的区域I0：I0＝P0×I(2)步骤三，对分离出的区域做联通区域分析，得到各区域的圆心坐标。具体的，通过联通区域分析，分割出每一个针脚的区域，并分别拟合出最小外接圆，计算各圆心坐标。步骤四，根据各区域圆心坐标，判断插针位置是否满足精度要求。具体的，对于同一排(纵向)插针，计算相邻插针之间的距离d1，如图1所示；对于相对位置的两排插针，计算两两间距d2。根据被检通信单元的品规，调用预先设置的标准模板进行对比，若d1和d2与标准模板数据间的误差保持在合格(±0.1mm)的区域内，则为满足精度要求。步骤五，利用2D相机对采集终端针脚插槽进行拍照，生成插槽区域灰度图像。用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测系统中的下层仰视2D相机对针脚插槽进行扫描成像，生成2D灰度图像。步骤六，针对插槽区域灰度图像，基于灰度相似度的匹配算法，得到全部的插槽中心点坐标。具体的，在插槽区域灰度图像上，手动划定出插槽位置，作为后续可重复使用的灰度相似度匹配标准模板。将该模板与插槽灰度图像做本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一，利用3D线扫相机对采集终端远程/本地通信模块插针进行扫描成像，生成插针的2D灰度图像和3D点云；/n步骤二，将生成的2D灰度图像与3D点云相融合，分离出灰度图像中只包含插针末端的区域；/n步骤三，对分离出的区域做联通区域分析，得到各区域的圆心坐标；/n步骤四，根据得到的各区域圆心坐标，判断插针位置是否满足精度要求；/n步骤五，利用2D相机对采集终端针脚插槽进行拍照，生成插槽区域灰度图像；/n步骤六，针对生成的插槽区域灰度图像，基于灰度相似度的匹配算法，得到全部的插槽中心点坐标；/n步骤七，根据插槽中心点坐标，判断插槽间距是否满足精度要求；/n步骤八，综合插针位置和插槽间距的精度水平，判断用电信息采集终端通信模块针脚正位度情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，利用3D线扫相机对采集终端远程/本地通信模块插针进行扫描成像，生成插针的2D灰度图像和3D点云；
步骤二，将生成的2D灰度图像与3D点云相融合，分离出灰度图像中只包含插针末端的区域；
步骤三，对分离出的区域做联通区域分析，得到各区域的圆心坐标；
步骤四，根据得到的各区域圆心坐标，判断插针位置是否满足精度要求；
步骤五，利用2D相机对采集终端针脚插槽进行拍照，生成插槽区域灰度图像；
步骤六，针对生成的插槽区域灰度图像，基于灰度相似度的匹配算法，得到全部的插槽中心点坐标；
步骤七，根据插槽中心点坐标，判断插槽间距是否满足精度要求；
步骤八，综合插针位置和插槽间距的精度水平，判断用电信息采集终端通信模块针脚正位度情况。


2.根据权利要求1所述的一种用电信息采集终端通信模块针脚正位度检测方法，其特征在于：所述将2D灰度图像与3D点云相融合的方法为：
首先对插针的3D点云进行处理，从中分离出针脚的末端，假设插针的高度是L，当3D点云高度P小于0.8倍L时，将该区域高度P0设置为0，反之则设置为1，用式(1)来表示：



再将上述二值化处理后的3D点云与2D灰度图像按照式(2)对位相乘，从灰度图像I中分离出插针末端的区域I0：
I0...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱逸群，曹国瑞，于学均，滕永兴，刘卿，孙淑娴，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司营销服务中心，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12