本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，具體為一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，材料的加工精度和效率直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)通常依賴固定的光照條件和簡(jiǎn)單的圖像處理算法，這些系統(tǒng)在圖像采集、處理和分析過(guò)程中存在諸多不足，如光照條件不穩(wěn)定導(dǎo)致圖像質(zhì)量差、簡(jiǎn)單的圖像處理算法無(wú)法有效去除噪聲、識(shí)別的圖像邊緣不準(zhǔn)確等。特別是在工作一段時(shí)間后，數(shù)控機(jī)床上的碎屑容易形成細(xì)微噪聲圖形，影響圖像邊緣的識(shí)別效果，進(jìn)而影響材料加工的質(zhì)量和精度。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的照明控制模塊大多基于固定光照強(qiáng)度或啟發(fā)式規(guī)則，無(wú)法自適應(yīng)調(diào)整光照強(qiáng)度來(lái)應(yīng)對(duì)不同材料和工作環(huán)境，導(dǎo)致系統(tǒng)的適應(yīng)性和智能化水平較低。近年來(lái)，隨著工業(yè)相機(jī)和高性能處理器的發(fā)展，結(jié)合圖像處理技術(shù)的進(jìn)步，如何設(shè)計(jì)一套高度自動(dòng)化、智能化的多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，解決上述問(wèn)題，成為亟待解決的技術(shù)難題。

2、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備及其運(yùn)行方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，包括：

4、圖像采集模塊，所述圖像采集模塊與圖像分析模塊電性連接，用于采集待加工材料的加工圖像并發(fā)送到圖像分析模塊；

5、圖像分析模塊，所述圖像分析模塊與數(shù)據(jù)分析模塊電性連接，用于對(duì)加工圖像進(jìn)行圖像處理，并將處理后的加工圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)分析模塊；

6、數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊與材料加工模塊、綜合處理模塊電性連接，且預(yù)設(shè)有圖像處理算法，用于將處理后的加工圖像代入圖像處理算法中以識(shí)別加工圖像的圖像邊緣，并將識(shí)別完成后的加工圖像發(fā)送到材料加工模塊和綜合處理模塊；

7、材料加工模塊，所述材料加工模塊用于根據(jù)識(shí)別完成后的加工圖像對(duì)待加工材料進(jìn)行加工；

8、綜合處理模塊，所述綜合處理模塊與照明控制模塊電性連接，用于生成加工圖像中待加工材料的圖像面積，與預(yù)設(shè)的待加工材料的實(shí)際面積之間的誤差比，根據(jù)誤差比對(duì)照明控制模塊下發(fā)控制信號(hào)；

9、照明控制模塊，所述照明控制模塊包括控制單元和照明單元，所述控制單元與數(shù)據(jù)分析模塊電性連接，用于根據(jù)控制信號(hào)來(lái)調(diào)整照明單元的光照強(qiáng)度，所述照明單元與控制單元電性連接，用于對(duì)待加工材料進(jìn)行照明。

10、優(yōu)選的，所述圖像處理包括圖像裁剪和灰度轉(zhuǎn)換，用于統(tǒng)一加工圖像的圖像尺寸，并將同一尺寸的加工圖像轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的灰度圖像。

11、優(yōu)選的，所述加工圖像的圖像邊緣識(shí)別邏輯為：

12、根據(jù)加工圖像生成對(duì)應(yīng)的圖像閾值，利用圖像閾值對(duì)加工圖像進(jìn)行二值化處理，得到加工圖像的二值圖像；

13、對(duì)加工圖像的二值圖像進(jìn)行開運(yùn)算，再進(jìn)行連通分量分析，找到所有連通區(qū)域并計(jì)算每個(gè)連通區(qū)域的面積；

14、將每個(gè)連通區(qū)域的面積與預(yù)設(shè)的面積閾值進(jìn)行比較，刪除面積小于面積閾值的連通區(qū)域，得到最終的二值邊緣圖像。

15、優(yōu)選的，所述圖像閾值的生成邏輯為：

16、生成圖像處理后加工圖像的灰度直方圖和歸一化直方圖，再計(jì)算加工圖像前景和背景的權(quán)重，計(jì)算公式為：

17、

18、式中wb(k)、wf(k)分別表示前景和背景的權(quán)重，p(i)表示第i個(gè)像素點(diǎn)的歸一化頻率，l表示灰度級(jí)數(shù)，k表示分割閾值；

19、根據(jù)加工圖像前景和背景的權(quán)重計(jì)算對(duì)應(yīng)的平均灰度值，計(jì)算公式為：

20、

21、式中hb(k)、hf(k)分別表示前景和背景的平均灰度值；

22、再根據(jù)加工圖像前景和背景的權(quán)重、平均灰度值計(jì)算類間方差，計(jì)算公式為：

23、

24、式中表示分割閾值為k時(shí)的類間方差，遍歷k的取值范圍，選擇使類間方差最大的k值作為最終的圖像閾值。

25、優(yōu)選的，將所有連通區(qū)域的面積最大值標(biāo)定為smax，面積閾值sy＝τ·smax，其中τ表示波動(dòng)系數(shù)，且波動(dòng)系數(shù)由連通區(qū)域的個(gè)數(shù)計(jì)算得到，波動(dòng)系數(shù)τ的計(jì)算方式為：

26、

27、式中m表示連通區(qū)域的個(gè)數(shù)，且m為正整數(shù)。

28、優(yōu)選的，對(duì)照明控制模塊進(jìn)行調(diào)整的邏輯為：

29、將光照強(qiáng)度的可調(diào)范圍劃分為k1個(gè)一級(jí)子區(qū)間，分別計(jì)算光照強(qiáng)度為每個(gè)一級(jí)子區(qū)間的最小值時(shí)，該光照強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的誤差比；

30、將誤差比最小的一級(jí)子區(qū)間再劃分為k2個(gè)二級(jí)子區(qū)間，找出誤差比最小的第二子區(qū)間并再次進(jìn)行劃分，同理n次劃分后，當(dāng)每個(gè)n級(jí)子區(qū)間內(nèi)只包含一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)認(rèn)為劃分完成，將誤差比最小的n級(jí)子區(qū)間中的數(shù)據(jù)作為與待加工材料相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)光照強(qiáng)度。

31、優(yōu)選的，所述誤差比的計(jì)算方式為：其中s0為預(yù)設(shè)的實(shí)際面積。

32、一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行方法，所述運(yùn)行方法適用于上述的檢測(cè)設(shè)備，具體步驟包括：

33、s1：采集待加工材料的尺寸數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)的實(shí)際面積，并對(duì)待加工材料進(jìn)行預(yù)加工；

34、s2：采集預(yù)加工過(guò)程中待加工材料的加工圖像，對(duì)加工圖像進(jìn)行圖像處理，識(shí)別出加工圖像中待加工材料的圖像邊緣，并根據(jù)加工圖像與實(shí)際面積生成誤差比；

35、s3：調(diào)整光照強(qiáng)度以生成不同光照強(qiáng)度下的誤差比，將誤差比最小的光照強(qiáng)度作為最優(yōu)光照強(qiáng)度，并將最優(yōu)光照強(qiáng)度與待加工材料的材料編號(hào)進(jìn)行綁定和儲(chǔ)存。

36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

37、本發(fā)明通過(guò)對(duì)加工圖像進(jìn)行多次圖像處理，有效去除了加工過(guò)程中碎屑引起的圖像噪聲和毛刺，確保了圖像邊緣的準(zhǔn)確識(shí)別，進(jìn)而提高了材料加工的精度。同時(shí)通過(guò)多級(jí)子區(qū)間逐步細(xì)化的方式自適應(yīng)調(diào)整光照強(qiáng)度，確保圖像采集在最佳光照條件下進(jìn)行，提高了圖像質(zhì)量，減少了噪聲和陰影的干擾。整體方案實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境和材料類型，減少了人為干預(yù)，提升了操作的便利性和系統(tǒng)的綜合性能。進(jìn)一步地，減少了材料的報(bào)廢率，顯著提升了經(jīng)濟(jì)效益，使得本發(fā)明在市場(chǎng)上具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和更高的用戶滿意度。

技術(shù)特征：

1.一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述圖像處理包括圖像裁剪和灰度轉(zhuǎn)換，用于統(tǒng)一加工圖像的圖像尺寸，并將同一尺寸的加工圖像轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的灰度圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述加工圖像的圖像邊緣識(shí)別邏輯為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述圖像閾值的生成邏輯為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：將所有連通區(qū)域的面積最大值標(biāo)定為smax，面積閾值sy＝τ·smax，其中τ表示波動(dòng)系數(shù)，且波動(dòng)系數(shù)由連通區(qū)域的個(gè)數(shù)計(jì)算得到，波動(dòng)系數(shù)τ的計(jì)算方式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：對(duì)照明控制模塊進(jìn)行調(diào)整的邏輯為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述誤差比的計(jì)算方式為：其中s0為預(yù)設(shè)的實(shí)際面積。

8.一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行方法，其特征在于，所述運(yùn)行方法適用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的檢測(cè)設(shè)備，具體步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種多功能計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備及其運(yùn)行方法，涉及計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明通過(guò)對(duì)加工圖像進(jìn)行多次圖像處理，有效去除了加工過(guò)程中碎屑引起的圖像噪聲和毛刺，確保了圖像邊緣的準(zhǔn)確識(shí)別，進(jìn)而提高了材料加工的精度。同時(shí)通過(guò)多級(jí)子區(qū)間逐步細(xì)化的方式自適應(yīng)調(diào)整光照強(qiáng)度，確保圖像采集在最佳光照條件下進(jìn)行，提高了圖像質(zhì)量，減少了噪聲和陰影的干擾。整體方案實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境和材料類型，減少了人為干預(yù)，提升了操作的便利性和系統(tǒng)的綜合性能。進(jìn)一步地，減少了材料的報(bào)廢率，顯著提升了經(jīng)濟(jì)效益，使得本發(fā)明在市場(chǎng)上具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和更高的用戶滿意度。

技術(shù)研發(fā)人員：王軍,仲少佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州海特自動(dòng)化設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23