一种转台运行状态稳定性检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及数据处理技术领域，具体涉及一种转台运行状态稳定性检测方法及系统。方法包括：通过识别图形获取运转过程中的转台的各帧灰度图像，然后对获取到的转台的各帧灰度图像进行数据处理，计算了各像素点的预设邻域内各像素点对应的信息损失量，根据所述信息损失量，得到灰度图像中的各游程块；将各游程块中所有像素点的灰度值调整为目标灰度值；将转台的灰度图像中各游程块中像素点的数量和目标灰度值输入到训练好的神经网络中，得到转台的稳定性指标。本发明专利技术提供的方法采用图形识别的方式，并进行相关的数据处理，提高了转台稳定性检测的实时性。性检测的实时性。性检测的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种转台运行状态稳定性检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种转台运行状态稳定性检测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展、工业化水平的提高，高精度加工需求也随之提高，高精确的转台运动是保障零件高精度加工的基础。转台的不稳定主要体现在转台转动角速度的不稳定。如果转台转动角速度存在不稳定，这种不稳定会直接作用在固定在转台上的加工零件上，如果加工零件运动不稳定就会导致零件的加工配合不良，进而不能保障零件加工精度。因而需对转台的转动速度稳定性进行实时检测。
[0003]一般转台稳定性检测装置包含数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块，数据采集模块主要包括一台相机以及一个小计算量的嵌入式系统，通过数据采集模块能够实现数据采集以及一些简单的数据处理，由于计算量不足无法进行复杂的稳定性识别。数据传输模块将采集的数据传输到数据处理模块，但是当数据量较大时传输效率较低。数据处理模块计算力较强，该模块会将传输过来的数据进行处理，完成转台稳定性检测。因而为了实现实时地对转台的稳定性进行检测需减少传输的数据量，对采集的转台图像数据进行压缩处理。但是数据压缩一般都会丢失一些信息导致后续的检测精度降低。因此，如何在不降低转台稳定性检测精度的同时提高转台稳定性检测的实时性是一个重要问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种转台运行状态稳定性检测方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种转台运行状态稳定性检测方法，该方法包括以下步骤：
[0006]获取运转过程中的转台的各帧灰度图像；
[0007]选取任意两帧灰度图像，分别记为第一帧灰度图像和第二帧灰度图像；获取第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中转台的中心点以及各像素点对应的频率向量和梯度方向向量，将所述频率向量和梯度方向向量拼接到一起得到各像素点的描述向量；根据所述各像素点的描述向量获得各初始匹配点对；根据各初始匹配点对中两个像素点与对应转台的中心点的距离，得到转台的转动角度；
[0008]选取第一帧灰度图像或第二帧灰度图像中的任一像素点作为目标像素点，基于目标像素点的描述向量以及另一帧灰度图像中各像素点的描述向量，得到目标像素点与另一帧灰度图像中各像素点的匹配值并构建目标像素点对应的匹配值序列；根据目标像素点和与其对应的转角匹配点对中另一像素点的匹配值以及所述匹配值序列，得到目标像素点的信息损失影响程度；所述转角匹配点对是根据所述转台的转动角度得到的；
[0009]根据目标像素点的灰度值、目标像素点的预设邻域内各像素点的灰度值和目标像
素点的预设邻域内各像素点的信息损失影响程度，计算目标像素点的预设邻域内各像素点对应的信息损失量；根据所述信息损失量，得到该帧灰度图像中的各游程块；将各游程块中所有像素点的灰度值调整为目标灰度值；所述目标灰度值是根据各游程块中各灰度值对应的频率得到的；
[0010]将第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中各游程块中像素点的数量和目标灰度值输入到训练好的神经网络中，得到转台的稳定性指标。
[0011]第二方面，本专利技术提供了一种转台运行状态稳定性检测系统，包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现上述所述的一种转台运行状态稳定性检测方法。
[0012]优选的，所述获取第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中转台的中心点以及各像素点对应的频率向量和梯度方向向量，包括：
[0013]利用canny算法和霍夫检测分别对第一帧灰度图像和第二帧灰度图像进行检测，得到转台上所有圆的边缘线；获取最大圆的边缘线，所述最大圆的边缘线为转台盘的外轮廓线；获取所述外轮廓线的霍夫圆圆心，所述霍夫圆圆心为转台的中心点；
[0014]对于第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中的任一像素点：
[0015]获取该像素点的预设邻域内各像素点的灰度值，对所述预设邻域内各像素点的灰度值进行统计得到各灰度值出现的频率，基于所述各灰度值出现的频率得到该像素点对应的频率向量；
[0016]获取该像素点的预设邻域内各像素点的梯度方向，对所述预设邻域内各像素点的梯度方向进行统计得到各梯度方向出现的频率，基于所述各梯度方向出现的频率得到该像素点对应的梯度方向向量。
[0017]优选的，所述根据所述各像素点的描述向量获得各初始匹配点对，包括：
[0018]对于第一帧灰度图像或第二帧灰度图像中的任一像素点：
[0019]计算该像素点的描述向量与另一帧灰度图像中各像素点的描述向量的欧氏距离，计算各欧氏距离与1的和的倒数，并将倒数作为对应两个像素点的匹配值；选取另一帧灰度图像中与该像素点匹配值最小的像素点作为该像素点的匹配点，该像素点和该像素点的匹配点构成一个初始匹配点对。
[0020]优选的，所述根据各初始匹配点对中两个像素点与对应转台的中心点的距离，得到转台的转动角度，包括：
[0021]对于任一初始匹配点对：分别连接该初始匹配点对中的两个像素点与所在灰度图像中转台的中心点，得到线段D
i1
和线段D
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，计算所述线段D
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和线段D
i2
的差值的绝对值；判断所述绝对值是否小于差异阈值，若小于，则将该初始匹配点对作为目标匹配点对，在线段D
i2
所在的灰度图像中绘制一条与线段D
i1
位置相同且长度相等的线段D'
i1
，获取线段D'
i1
和线段D
i2
之间的夹角值，作为该目标匹配点对对应的夹角值；
[0022]统计各夹角值的频率，将频率最大值对应的夹角值作为转台的转动角度。
[0023]优选的，所述基于目标像素点的描述向量以及另一帧灰度图像中各像素点的描述向量，得到目标像素点与另一帧灰度图像中各像素点的匹配值并构建目标像素点对应的匹配值序列，包括：
[0024]根据目标像素点的描述向量以及另一帧灰度图像中任一像素点的描述向量，得到
这两个像素点的描述向量的欧氏距离，计算所述欧氏距离与1的和的倒数，将所述倒数作为这两个像素点的匹配值；
[0025]根据目标像素点与另一帧灰度图像中各像素点的匹配值，构建目标像素点对应的匹配值序列；所述匹配值序列中的各元素为目标像素点与另一帧灰度图像中各像素点的匹配值。
[0026]优选的，转角匹配点对的获取，包括：
[0027]获取另一帧灰度图像中与目标像素点位置相同的像素点记为第一像素点，以第一像素点所在的灰度图像中转台的中心点为旋转中点，以转台的转动角度为旋转角度，将第一像素点与旋转中心之间的连线进行旋转，得到旋转后的第一像素点，旋转后的第一像素点与目标像素点构成的像素点对为转角匹配点对。
[0028]优选的，所述根据目标像素点和与其对应的转角匹配点对中另一像素点的匹配值以及所述匹配值序列，得到目标像素点的信息损失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转台运行状态稳定性检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取运转过程中的转台的各帧灰度图像；选取任意两帧灰度图像，分别记为第一帧灰度图像和第二帧灰度图像；获取第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中转台的中心点以及各像素点对应的频率向量和梯度方向向量，将所述频率向量和梯度方向向量拼接到一起得到各像素点的描述向量；根据所述各像素点的描述向量获得各初始匹配点对；根据各初始匹配点对中两个像素点与对应转台的中心点的距离，得到转台的转动角度；选取第一帧灰度图像或第二帧灰度图像中的任一像素点作为目标像素点，基于目标像素点的描述向量以及另一帧灰度图像中各像素点的描述向量，得到目标像素点与另一帧灰度图像中各像素点的匹配值并构建目标像素点对应的匹配值序列；根据目标像素点和与其对应的转角匹配点对中另一像素点的匹配值以及所述匹配值序列，得到目标像素点的信息损失影响程度；所述转角匹配点对是根据所述转台的转动角度得到的；根据目标像素点的灰度值、目标像素点的预设邻域内各像素点的灰度值和目标像素点的预设邻域内各像素点的信息损失影响程度，计算目标像素点的预设邻域内各像素点对应的信息损失量；根据所述信息损失量，得到该帧灰度图像中的各游程块；将各游程块中所有像素点的灰度值调整为目标灰度值；所述目标灰度值是根据各游程块中各灰度值对应的频率得到的；将第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中各游程块中像素点的数量和目标灰度值输入到训练好的神经网络中，得到转台的稳定性指标。2.根据权利要求1所述的一种转台运行状态稳定性检测方法，其特征在于，所述获取第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中转台的中心点以及各像素点对应的频率向量和梯度方向向量，包括：利用canny算法和霍夫检测分别对第一帧灰度图像和第二帧灰度图像进行检测，得到转台上所有圆的边缘线；获取最大圆的边缘线，所述最大圆的边缘线为转台盘的外轮廓线；获取所述外轮廓线的霍夫圆圆心，所述霍夫圆圆心为转台的中心点；对于第一帧灰度图像和第二帧灰度图像中的任一像素点：获取该像素点的预设邻域内各像素点的灰度值，对所述预设邻域内各像素点的灰度值进行统计得到各灰度值出现的频率，基于所述各灰度值出现的频率得到该像素点对应的频率向量；获取该像素点的预设邻域内各像素点的梯度方向，对所述预设邻域内各像素点的梯度方向进行统计得到各梯度方向出现的频率，基于所述各梯度方向出现的频率得到该像素点对应的梯度方向向量。3.根据权利要求1所述的一种转台运行状态稳定性检测方法，其特征在于，所述根据所述各像素点的描述向量获得各初始匹配点对，包括：对于第一帧灰度图像或第二帧灰度图像中的任一像素点：计算该像素点的描述向量与另一帧灰度图像中各像素点的描述向量的欧氏距离，计算各欧氏距离与1的和的倒数，并将倒数作为对应两个像素点的匹配值；选取另一帧灰度图像中与该像素点匹配值最小的像素点作为该像素点的匹配点，该像素点和该像素点的匹配点构成一个初始匹配点对。
4.根据权利要求1所述的一种转台运行状态稳定性检测方法，其特征在于，所述根据各初始匹配点对中两个像素点与对应转台的中心点的距离，得到转台的转动角度，包括：对于任一初始匹配点对：分别连接该初始匹配点对中的两个像素点与所在灰度图像中转台的中心点，得到线段和线段，计算所述线段和线段的差值的绝对值；判断所述绝对值是否小于差异阈值，若小于，则将该初始匹配点对作为目标匹配点对，在线段所在的灰度图像中绘制一条与线段位置相同且长度相等的线段，获取线段和线段之间的夹角值，作为该目标匹配点对对应的夹角值；统计各夹角值的频率，将频率最大值对应的夹角值作为转台的转动角度。5.根据权利要求1所述的一种转台运行状态稳定性检测方法，其特征在于，所述基于目标像素点的描述向量以及另一帧灰度图像中各像素点的描述向量，得到目标像素点与另一帧灰度图像中各像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛东妹，徐美红，刘春茂，
申请(专利权)人：苏州翰之辉电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：