【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纸基材料形变检测与测量方法，具体涉及纸浆模塑制品形变的检测装置与测量方法。
技术介绍
1、塑料制品由于成本廉价和包装性能优异，广泛地用于包装领域。近年来，人们对微塑料危害的认识，各国相继出台限塑政策。纸浆模塑制品因其原料可再生、产品可降解和环境污染小等优点，目前已成为包装市场上最有潜力替代塑料制品的绿色包装材料之一。
2、随着应用范围的扩大，精品工包的纸浆模塑制品(如高档化妆品和手机等电子产品包装盒的内衬)对产品要求也越来越高。在生产过程和运输过程中受生产工艺、温度和相对湿度的影响，纸浆模塑制品可能产生翘曲、微卷边等形变现象，这种形变会严重影响精品工包纸浆模塑制品的良品率。
3、目前，对于纸浆模塑制品形变的识别主要采用目测，无法量化形变。如何实现针对纸浆模塑产品形变进行量化检测，是高端的精品工包纸浆模塑制品质量控制的关键手段之一。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种纸浆模塑制品形变检测装置与测量方法，基于非接触式的条纹投影的三维形貌成像技术实现纸浆模塑制品的三维成像，结合纸浆模塑制品的标准试样与待测试样的三维成像的差异，实现纸浆模塑形变的量化表征。该方法具有测量简单、快速和稳定的优点。
2、本专利技术的一种纸浆模塑制品形变检测装置，包括了箱体(1)、投影仪(2)、摄像头(3)、第一支架(4)、第二支架(5)、第三支架(6)、挡板(7)、图像采集与数据信号控制系统(8)和电脑(9)组成；第一支架(4)安装在箱体(1
3、所述的第一支架(4)、第二支架(5)和第三支架(6)的相对位置，基于箱体顶部俯视来看分别以第二支架(5)和第三支架(6)为端点、第一支架(4)为顶点构成45度夹角，挡板(7)与第三支架(6)分别位于第一支架(6)的两侧，且第三支架(6)云台上摄像头(3)正对着挡板；第二支架(5)云台上投影仪投射区域能覆盖整个试样，且其投影方向与垂直方向呈45度夹角，第三支架(6)云台上摄像头能拍摄整个试样(10)的图像，且其拍摄方向与垂直方向呈45度夹角。
4、所述的箱体(1)有顶盖，供放置试样(10)，试样(10)放置在第一支架(4)的顶端平板上，旋转电机可以带动试样(10)进行360度旋转；第一支架(4)的顶端为正方形平板，挡板(7)为方形平板，第一支架(4)顶端平板与挡板(7)都比试样(10)尺寸大，并且表面都涂有绿色漫反射涂料。
5、所述的图像采集与数据信号控制系统(8)包括usb图像采集卡、usb数据采集卡和投影仪信号传输线，其中usb图像采集卡实现摄像头(2)拍摄的图像采集，并传送图像信号给电脑(9)，usb数据采集卡接收电脑(9)指令控制旋转电机的转动和启停，投影仪(2)信号传输线用于传输电脑(9)投影信号给投影仪(2)。
6、所述的电脑(9)包括电脑主体和应用程序，其中应用程序的主要功能包括通过电脑(9)向投影仪(2)发送编码过的黑白条纹投影；通过电脑(9)接收拍摄的图像，并且基于条纹投影的三维形貌成像技术进行三维成像；基于测量试样的三维成像与标准试样(未发生形变的试样)三维成像对比，量化形变大小与标定形变位置。
7、一种纸浆模塑制品形变检测装置的测量方法如下：打开箱体(1)顶盖，放置标准试样，关闭箱体(1)顶盖，打开电脑(9)并启动程序检测，在检测过程中，旋转电机旋转在0度时，投影仪(2)向标准试样表面进行黑白条纹投影，此时摄像头拍摄标准样品上呈现的黑白条纹图像，当经过若干次投影和拍摄后，旋转电机带动标准试样再旋转180度，重复前面的投影与拍摄，；根据条纹投影的编码与拍摄图像，基于条纹投影的三维形貌成像技术进行标准试样的三维成像；然后再用待测试样来代替标准试样且放入的位置完全相同，重复上面的操作，得到待测试样的三维成像；对标准试样与待测试样的三维成像图进行二值化，再基于迭代最近点算法对齐标准试样与待测试样的三维图像，通过差值图像得到不连通的形变区域，不同形变区域的位置与形变量分别基于形变区域的坐标以及形变区域内坐标数量之和来表征。最终基于形变域值来确定最终形变区域的位置与形变量，即当时形变区域的形变量大于设定的形变域值时，其形变区域的位置和形变量才被认定为最终形变区域的位置与形变量。
8、
9、附图说明
10、图1纸浆模塑形变检测装置与示意图
11、图2投影仪、摄像头和第一支架的布置图(俯视角度)
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1.一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于：包括了箱体、投影仪、摄像头、第一支架、第二支架、第三支架、挡板、图像采集与数据信号控制系统和电脑组成；第一支架安装在箱体底部的旋转电机上，投影仪安装在第二支架的云台上，摄像头安装在第三支架的云台上，第二支架、第三支架和挡板固定在箱体内，投影仪、摄像头和旋转电机分别连接图像采集与数据信号控制系统，图像采集与数据信号控制系统的另一端与电脑相连。
2.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于，第一支架、第二支架和第三支架的相对位置，基于箱体顶部俯视看分别以第二支架和第三支架为端点、第一支架为顶点呈45度夹角，挡板与第三支架分别位于第一支架的两侧，且第三支架云台上摄像头正对着挡板；第二支架云台上投影仪投射区域能覆盖整个试样，且其投影方向与垂直方向呈45度夹角，第三支架云台上摄像头能拍摄整个试样的图像，且其拍摄方向与垂直方向呈45度夹角。
3.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于，箱体有顶盖，供放置试样，试样放置在第一支架的顶端平板上，旋转电机可以带动试样进行360度旋转；第一
4.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑形变检测装置，其特征在于，图像采集与数据信号控制系统包括USB图像采集卡、USB数据采集卡和投影仪信号传输线，其中USB图像采集卡实现摄像头拍摄的图像采集，并传送图像信号，USB数据采集卡接收电脑指令控制旋转电机的转动和启停，投影仪信号传输线用于传输电脑投影信号给投影仪。
5.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于，电脑包括电脑主体和应用程序，其中应用程序的主要功能包括通过电脑向投影仪发送编码过的黑白条纹投影；通过电脑接收拍摄的图像，并且基于条纹投影的三维形貌成像技术进行三维成像；基于测量试样的三维成像与标准试样(未发生形变的试样)三维成像对比，量化形变大小与标定形变位置。
6.根据权利要求1-5所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置的测量方法，其特征在于，打开箱体顶盖，放置标准试样，关闭箱体顶盖，打开电脑并启动程序检测，在检测过程中，旋转电机旋转在0度时，投影仪向标准试样表面进行黑白条纹投影，此时摄像头拍摄标准样品上呈现的真实黑白条纹图像，当经过若干次投影和拍摄后，旋转电机带动标准试样再旋转180度，重复前面的投影与拍摄；根据条纹投影的编码与拍摄图像，基于条纹投影的三维形貌成像技术进行标准试样的三维成像；然后再用待测试样来代替标准试样且放入的位置完全相同，重复上面的操作，得到待测试样的三维成像；对标准试样与待测试样的三维成像图进行二值化，再基于迭代最近点算法对齐标准试样与待测试样的三维图像，通过差值图像得到不连通的形变区域，形变区域的位置与形变量分别基于形变区域的坐标以及形变区域内坐标数量之和来表征，最终基于形变域值来确定最终的形变区域的位置与形变量。
7.根据权利要求6所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置的测量方法，其特征在于形变域值为
...【技术特征摘要】
1.一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于：包括了箱体、投影仪、摄像头、第一支架、第二支架、第三支架、挡板、图像采集与数据信号控制系统和电脑组成；第一支架安装在箱体底部的旋转电机上，投影仪安装在第二支架的云台上，摄像头安装在第三支架的云台上，第二支架、第三支架和挡板固定在箱体内，投影仪、摄像头和旋转电机分别连接图像采集与数据信号控制系统，图像采集与数据信号控制系统的另一端与电脑相连。
2.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于，第一支架、第二支架和第三支架的相对位置，基于箱体顶部俯视看分别以第二支架和第三支架为端点、第一支架为顶点呈45度夹角，挡板与第三支架分别位于第一支架的两侧，且第三支架云台上摄像头正对着挡板；第二支架云台上投影仪投射区域能覆盖整个试样，且其投影方向与垂直方向呈45度夹角，第三支架云台上摄像头能拍摄整个试样的图像，且其拍摄方向与垂直方向呈45度夹角。
3.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑制品形变检测装置，其特征在于，箱体有顶盖，供放置试样，试样放置在第一支架的顶端平板上，旋转电机可以带动试样进行360度旋转；第一支架的顶端为正方形平板，挡板为方形平板，第一支架顶端平板与挡板都比试样尺寸大，并且表面都涂有绿色漫反射涂料。
4.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑形变检测装置，其特征在于，图像采集与数据信号控制系统包括usb图像采集卡、usb数据采集卡和投影仪信号传输线，其中usb图像采集卡实现摄像头拍摄的图像采集，并传送图像信号，usb数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红杰，刘振华，张雪，程芸，侯磊磊，陈铃华，陈雪梅，张权，孙德文，许传波，刘文波，赵涛，
申请(专利权)人：中国制浆造纸研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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