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2010年第5期
仅表技术与传感
器
Instrument TechniqueandSensor
2010 No.5
300MN液压机活动横梁横向偏移视觉检测图像分割方法研究及应用
彭玉凤，谭建平，陈晖，全凌云
（中南大学机电工程学院，湖南长沙410083）
摘要：图像分割是视党检测的关键技术。针对300MN模锻液压机活动横梁横向偏移视觉检测系统现场光强不稳定的难题，在灰度拉伸Otsu法基础上提出了一种改进的闽值自适应新方法一—灰度增强法，并结合其目标物特征，提出了基于固痴特征值的分割评价准则。介绍了其基本原理，并进行了实验测试。结果表明，根据该方法确定的阔值对图像进行二值化处理，能适应更宽的光强范图，得到理的图像分割效果，且在此基础上进行的二维位置检测实时性好、检测精
度高、稳定性好，能够适应液压机现场复杂的使用环境，实现活动横梁横向偏移检测功能。关键词：液压机；机器视觉；阔值自速应；活动横梁；
中图分类号：TG315.4
文献标识码：A
文章编号：10021841(2010)05008003
ResearchandApplicationofImageSegmentationMethodforVisionInspection SystemofActivityHeam'sLateralExcursionof3ooMNHydraulicPress
PENG Yu-feng, TAN Jian-ping, CHEN Hui, QUAN Ling-yun
(The College of Mechanical and Electrical,Central South University, Changsha 4i0083, China)
Abstract; Image segmentation is the key technology of vision inspection. An improved new threshold adaptive method, grayscale strengthen method was proposed,which was based on grayscale stretching method, and direct to the dificult problem of unstable intensity of illumination in the vision detection system of activity beam's lateral excursion of 300 MN hydraulic press. Binding to the features of its target, a segmentation evaluate criteria due to the features of circular spot was also presented. Intro-duced its basic principles, and carried out the experimental tests, The result shows that using the threshold, which is obtained assaeeapaoen oaoaoosai eeeoeeeaeadooasa tion. And the two-dimension position detection which based on it has good real-time and stability,high inspection accuracy, it can accommodate the locality complex using condition of the hydraulic press, and achieve the detect function of the activity beam's lat-eral excursion.
Key words: hydraulic press;machine vision;threshold adaptive; activity beam
引言
液压机长时间运行后会造成活动部件与导向装置的摩摄
磨损严重，再加上工作过程巨大载荷下的刷烈振动、冲击影响，活动部件很容易发生横向偏移。在300MN液压机活动横梁横向偏移视觉检测)系统中，图像分割是其关键技术。由于其特殊使用环境，现场光线条件非常恶劣，且冲击、振动剧烈，而横梁偏移检测对实时性要求又较高，因此，在图像分割过程中，要协调好图像分割准确性和处理时间上的矛盾，既要获得好的二值化图像，又要有高的检测速率。
到目前为止，人们基于各种立场和观点，提出了各式各样的图像分割方法(2]。西安邮电学院吴成茂["}从牛顿万有引力定律和电场库仑定律中得到启化，提出了信息场中万有信息定律，并用于图像分割最佳阔值选取。西安邮电学院赵风4提出了一种结合二维Otsu法和模糊摘的图像分制方法，先采用二维 Otsu法对图像进行初步分割，再采用模糊摘作后续处理，以弥补忽略边界信息带来的间题。中南民族大学童小念[3]提出一
基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目(2007AA04Z417)
收稿日期：2009-1107
7收修改稿日期：2009=12=18
种基于遗传算法的最优阀值搜索方法OTSGA，对图像的灰度级进行二进制编码，生成初始种群，求出每个个体的二维最大摘，然后根据设定的导优准则进行相应的遗传操作以搜索阔值最优解。海军大连舰艇学院杨曦"）提出一种利用角点和边缘点的像素灰度值均值和全图像像索点灰度值均值加权相加的阔值选取方法。哈尔滨理工大学王玥玥[7]在传统2维Otsu阔值分割算法的基础上提出了一种基于图像边缘信息的2维阅值分割方法。在众多方法中，日本学者Otsu提出的最大类间方差法（简称Otsu法），由于有模式识别的理论基础和良好的分割性能而成为最为流行的阔值化方法之-{"]。有的学者还在其基础上提出了灰度拉伸的最大类间方差法。但以上传统的图像分割方法应用于300MN模锻液压机横梁检测存在以下方面的不足：其一，由于液压机使用现场光线条件非常恶劣，目标物与背景灰度值非常接近，传统二值化方法难以适用；其二，检测对象液压机活动横梁在工作过程中冲击、振动剧烈，虽然相机在光线暗时可以通过调整曝光时间来增强图像清晰度，但检测系统对实时性要求较高，且曝光时间若超过1/6s，就容易因相机见动或拍摄对象的移动而产生幻影，图片变得模糊，完全靠调整曝光时间来调整图像灰度也不现实。因此，为实现300 MN模锻液压机特殊环境下基于机器视觉的活动横染横向偏移