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摘要：本发明公开了一种基于机器视觉的聚合物单丝线径检测装置及检测方法，检测装置包括两台CCD线阵相机，两只远心镜头、2台高均匀条形光源，1台矩形柔光背光灯，1只光栅尺、控制器及图像处理软件。检测方法包括对线阵相机的预处理，将获取的原始图像进行灰度值变换，辐射标定，平滑滤波处理，去除图像上的噪声干扰，进行阈值分割，轮廓特征提取，轮廓几何尺寸拟合，根据轮廓间的像素点提取聚合单丝线径尺寸。本发明能实现大批量聚合物单丝在线智能化高精度检测；测量数据网络化，检测数据可以传输溯源；实现聚合物单丝柔性测量技术，工艺（工况）参数根据实时生产状况在线实时调整。

主权项：1.一种采用基于机器视觉的聚合物单丝线径检测装置的聚合物单丝线径检测方法，其特征是：所述基于机器视觉的聚合物单丝线径检测装置包括：安装支架左侧靠前端装有控制器，右侧安装有相机遮光罩，相机遮光罩内装有二台CCD线阵相机及与该二台CCD线阵相机搭配使用的远心镜头，二台CCD线阵相机正下方布置矩形柔光背光灯，柔光背光灯将聚合物单丝外形轮廓投影到线阵相机中，相机遮光罩两侧下方安装有二台高均匀性条形光源，用于改善相机成像空间环境光线，矩形柔光背光灯右侧的机架平台上安装有光栅尺，用于二台线阵相机标定，矩形柔光背光灯左侧通过二只分丝杆安装座安装分丝杆；二台CCD线阵相机沿聚合物单丝排列宽度方向，分别拍摄沿分丝杆均匀排列的聚合物单丝左边部分和右边部分；线阵相机实时拍摄匀速运动的聚合物单丝图像，将图像数据传输给控制器，控制器内部的图像处理软件可基于图像进行聚合物单丝线径的在线检测；控制器利用线阵相机拍摄到的聚合物单丝图像提取其线径尺寸，基于此线径尺寸，来控制聚合物单丝生产线中二台牵伸机速度差及热风烘箱温度，从而来保证聚合物单丝成品线径在公差允许范围内，从而实现聚合物单丝生产工况的调节；检测方法包括下列步骤：（1）首先标定摄像机，采用高精度标定靶标光栅尺标定目标，定义相机内部参数及外部参数的初始值，初始化用于存储标定标志的图像坐标和标定目标初始姿态的矩阵；在标定过程中对初始值进行修正，确定具有亚像素精度的标定标志的位置及标定目标相对于相机的位姿；采用高均匀度条形光源可以根据被测单丝颜色调整照射光的颜色，与被测物单丝颜色形成互补颜色，提高图像在成型时的对比度；（2）在相机标定完成后，相机开始拍摄照片并进行图像预处理；采用频域低通滤波方法，将变换函数打包做成一个低通滤波器，在相机拍照传输到控制器中，通过频域对一定范围内的高频分量进行衰减来达到去除噪声平滑图像的目的；由于采集聚合物单丝图像对比度不高，所以对图像采用直方图均衡化处理，列出原始图像灰度级，统计原始直方图各灰度级像素，计算原始直方图及累计分布函数，确定映射对应关系，再统计新直方图各灰度级像素，计算新直方图，得到全局均衡化的直方图，使图像灰度级跨越更大的范围，自动增强图像为得到图像中聚合物单丝的尺寸信息，进行图像分割提取图像中与聚合物单丝相对应的区域，以一幅图像作为输入分割操作，采用双线性插值法进行自适应阈值分割，canny边缘检测算子和连接算子提取亚像素轮廓作为输出，提高图像中聚合物单丝轮廓边缘的精度和提取效率，从分割结果中选取出所有聚合物单丝两侧边缘轮廓，用Ramer算法对边缘轮廓进行递归细分，直到得到的全部线段到各自对应的轮廓段的最大距离小于指定的阈值为止，将相机采集到的轴向轮廓拟合成一段连续的轮廓；（3）然后再进行特征提取，提取聚合物单丝在图像中两侧的轮廓，通过计算灰度值轮廓一阶导数的局部极值得到一维边界，系统仅对聚合物单丝轴向两侧边缘感兴趣，使用度量对工具将图像上的所有单丝轮廓自动配对为保证返回值是正确的一对边缘，要求第一对边缘有正的变换；为消除畸变的影响并得到以公制为单位的结果，将图像上的边缘点变换到CCD线性相机坐标系统，构建图像上通过边缘点的视线来完成；对于两个边缘点，由于使用远心镜头，视线以线上两点的地球单位返回，所有视线是平行的，确定线的两点的坐标是相同的，聚合物单丝线径也就是通过这边缘点的平行线间的距离，这个距离值用像素点来计量转换成公制单位；并确定这个尺寸是否在设定公差范围内，若聚合物单丝尺寸线径误差超过设定值，且超差的单丝根数超过总根数的60%时基于机器视觉的生产线控制系统，调整生产线工艺策略来保证聚合物单丝产品的线径；另外，系统将记录所有单丝的尺寸数据，用于后道工序将聚合物单丝产品按品质分类，以及方便后期产品在使用时可以溯源，查到相关产品的数据。

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百度查询： 南通新帝克单丝科技股份有限公司 基于机器视觉的聚合物单丝线径检测装置及检测方法