本发明专利技术是一种基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统及检测方法。包括有光学成像子系统、数字图像处理子系统、运动控制子系统、音膜剔除子系统、图像采集卡、运动控制卡，其中光学成像子系统的信号通过接口送到图像采集卡，图像采集卡采集到一帧音膜灰度图像数据送出到数字图像处理子系统进行处理和判断，数字图像处理子系统的信号输出端与运动控制卡的信号输入端连接，运动控制卡的信号端口分别与运动控制子系统、音膜剔除子系统连接，运动控制子系统与音膜剔除子系统由运动控制卡集中控制。本发明专利技术通过运动控制卡控制步进电机、伺服电机、传感器、剔除装置等实现音膜的精确定位与不合格音膜的剔除；从而实现音膜的高精度在线实时检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种，属于的创新技术。
技术介绍
作为全球电声器件生产加工中心和出口大国，我国已经成为能自行研制和掌握电声器件部件到成品的全部生产技术，形成了电声器件生产工业体系和完善的产业链。近年电声器件需求不断增长的同时，其性能也不断优化，新型电声器件(NXT、数字式、硅集成等)产品层出不穷。微型化、薄型化、高保真化、片式化、低功耗、高功率、多功能、组件化成为电声器件新的发展趋势，同时产品的安全性、绿色化也是影响其发展前途和市场的重要因素。特别是小型扬声器在消费类电子产品、通信、计算机、汽车电子等的需求量大增，还有各种小型的音响设备，如随身听、智能手机、平板电脑等产品设备的需求不断增加，市场广阔，需求量大。因此，其产品的生产加工及其检测就成为了市场竞争中的一大因素。扬声器作为电声整机设备的核心部件，其工作频率、低频共振点、失真等性能指标是决定整机质量的关键，并且一旦形成，无法通过其他元件进行调整。但扬声器的生产和装配，仍然主要以手工、半自动化操作为主。目前国内尚无成熟的音膜音质视觉检测系统，仍使用人工视觉与机械光学仪器相结合的方法，尤其是尚未有生产线上在线检测的设备。各个扬声器生产厂家基本采用影像测试仪来提取音膜的振膜和音圈的内外圆边缘，进行同心度的间接测量。这种在静止状态下进行的单个测试的检测方法，无法满足对生产线上每片音膜进行逐一检测的要求。所以，扬声器生产厂家现行的检测办法是分批次抽样检测，或者只对模具进行检测。这种检测方式成本高、效率低、劳动强度大。人工劳动的方式严重影响了音膜检测的工作效率，不但浪费了劳动力资源，增加了检测成本，而且不能从根本上保证音膜的检测质量。机器视觉是一门多学科交叉在一起的综合技术，其中包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光学工程、传感器技术、计算机软件技术等。作为现代工业的基础技术之一，检测技术是保证产品质量的关键。在现代流水线生产过程中，每个产品都要经过各种各样内容不同的检测，只有合格的产品才能投放到市场。
技术实现思路
本专利技术的目的在于考虑上述问题而提供一种实现音膜同心度的自动化在线检测， 可显著提高生产效率和提高产品质量的基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统。本专利技术具有非接触性、实时性、高效率等诸多优势。本专利技术的另一目的在于提供一种方便实用的的基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统的检测方法。本专利技术的技术方案是本专利技术的基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统， 包括有光学成像子系统、数字图像处理子系统、运动控制子系统、音膜剔除子系统、图像采集卡、运动控制卡，其中光学成像子系统的信号通过接口送到图像采集卡，图像采集卡采集到一帧音膜灰度图像数据送出到数字图像处理子系统进行处理和判断，数字图像处理子系统的信号输出端与运动控制卡的信号输入端连接，运动控制卡的信号端口分别与运动控制子系统、音膜剔除子系统连接，运动控制子系统与音膜剔除子系统由运动控制卡集中控制。上述光学成像子系统包括有高分辨率CXD摄像机、镜头、LED光源，其中LED光源照射在音膜上，镜头装设在CCD摄像机上，CCD摄像机装设在能拍摄到音膜边缘与振膜特征的位置上。上述C⑶摄像机采用具有中高分辨率的百万像素级带IEEE1394b接口的高速相机，LED光源采用蓝色LED光源，并采用白色作为背景。上述运动控制子系统包括有步进电机、伺服电机、传感器，其中传感器的信号输出端与运动控制卡的信号输入端连接，运动控制卡的信号输出端分别与驱动CCD摄像机实现前后上下位置移动的步进电机连接及与驱动传输带转动的伺服电机连接。上述音膜剔除子系统为喷气剔除装置，包括有压缩机、电磁阀，压缩机的出口通过管道与能吹除流水线上不合格产品的喷嘴连接，电磁阀装设在压缩机与喷嘴连接的管道上，运动控制卡的信号输出端与控制管道能否通气的电磁阀连接。上述音膜剔除子系统中的压缩机的出口压力为0.6MPa，电磁阀的开启时间为 200ms ο上述压缩机与电磁阀连接的管道上还装设有空气过滤器。本专利技术的基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统的检测方法，包括如下步骤1)配置好光学成像子系统中CCD摄像机的参数，并把CCD摄像机复位到固定点，当传感器检测到音膜到位便进行图像采集；2)数字图像处理子系统对采集的图像进行处理，分别提取出音膜的内外圆边缘并进行内外圆的拟合，得到内外圆的半径和圆心坐标，根据得到的参数计算出音膜同心度；3)运动控制子系统控制传输带的启停；4)音膜剔除子系统根据数字图像处理子系统运算得到的同心度进行判断，启动喷嘴剔除不合格产品。上述光学成像子系统图像采集的步聚如下第1步对CCD摄像机进行标定，使音膜与CCD摄像机的光轴垂直；第2步对CCD摄像机的图像格式、分辨率、帧频参数进行设定，如等，初始化CCD 摄像机，并把CCD摄像机复位到固定点；第3步用CCD摄像机采集音膜图像。上述数字图像处理子系统的音膜内外圆提取与同心度的计算方法是针对音膜内外圆的特点，采用分步提取内外圆参数，最后计算出音膜同心度参数的方法，具体步骤如下1)外圆的提取第1步对音膜灰度图进行阈值分割，得到二值化图像；第2步对音膜二值图像进行中值滤波，并进行轮廓跟踪，得到音膜的外圆轮廓；第3步采用改进的随机Hough变换对轮廓跟踪后的图像进行外圆检测，得到音膜的外圆轮廓；第4步采用最小二乘法算法对Hough变换检测出的外圆边缘数据进行拟合，从而得到精确的外圆的圆心坐标与半径；2)内圆的提取第1步确定内圆局部区域设音膜外圆半径和内圆半径的理论值分别为Rtl，r0, 外圆的实际半径为队，圆心为(A1, B1),同心度参数为ΔΓ ；首先根据Rci和Γ(ι求出音膜内圆与外圆半径比率t = I^Rci，然后由外圆的实际半径队和t估算出内圆的估算半径为r'= Ri*t，由此来确定内圆的范围，必定在以(A1, B1)为圆心，外径为r' +ΔΓ，内径为r' -Ar 的圆环上；切割以(A^B1)为中心，半径为r' +Ar+δ的圆和以(A^B1)为中心，半径为 r' -ΔΓ-δ的圆之间的区域作为内圆局部区域；第2步采用Carmy算子对确定的内圆局部区域进行边缘检测；第3步在半径约束的条件下，采用改进的随机Hough变换进行内圆检测，得到的音膜内圆轮廓；第4步采用最小二乘法算法对Hough变换检测出的内圆边缘数据进行拟合，从而得到精确的内圆的圆心坐标与半径；3)音膜同心度的计算音膜同心度的计算公式为权利要求1.一种基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统，包括有光学成像子系统(1)、 数字图像处理子系统(2)、运动控制子系统(3)、音膜剔除子系统、图像采集卡(5)、运动控制卡(6)，其中光学成像子系统(1)的信号通过接口送到图像采集卡( ，图像采集卡(5) 采集到一帧音膜灰度图像数据送出到数字图像处理子系统( 进行处理和判断，数字图像处理子系统O)的信号输出端与运动控制卡(6)的信号输入端连接，运动控制卡(6)的信号端口分别与运动控制子系统(3)、音膜剔除子系统(4)连接，运动控制子系统(3)及音膜剔除子系统由运动控制卡(6)集中控制。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统，其特征在于上述光学成像子系统(1)包括有高分辨率C⑶摄像机(11)、镜头(12)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统，包括有光学成像子系统（１）、数字图像处理子系统（２）、运动控制子系统（３）、音膜剔除子系统（４）、图像采集卡（５）、运动控制卡（６），其中光学成像子系统（１）的信号通过接口送到图像采集卡（５），图像采集卡（５）采集到一帧音膜灰度图像数据送出到数字图像处理子系统（２）进行处理和判断，数字图像处理子系统（２）的信号输出端与运动控制卡（６）的信号输入端连接，运动控制卡（６）的信号端口分别与运动控制子系统（３）、音膜剔除子系统（４）连接，运动控制子系统（３）及音膜剔除子系统（４）由运动控制卡（６）集中控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢云，刘家晓，蔡浩聪，王成群，林奇鸿，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：81
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