專利名稱：一種vcm磁鋼的視覺檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種VCM磁鋼的視覺檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
VCM (Voice Circuit Motor音圈電機(jī))磁鋼片是計(jì)算機(jī)中驅(qū)動(dòng)硬盤驅(qū)動(dòng)器 HDD(HardDisk Drive硬盤驅(qū)動(dòng)器)讀寫磁頭移動(dòng)的"音圈電機(jī)"中的永磁體磁鋼片，其質(zhì)量 是保證計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器生產(chǎn)的重要條件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件的不斷進(jìn)步，對(duì)VCM磁 鋼片產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。除了嚴(yán)格的材質(zhì)、加工工藝、物理化學(xué)特性以外，尺寸精度 已成為必不可少的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)VCM磁鋼片輪廓尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)是非常重要的。傳統(tǒng)的 檢測(cè)方法主要有最大最小模板法、光學(xué)投影法或三坐標(biāo)測(cè)量法。最大、最小模板法是目前國 內(nèi)許多企業(yè)常用的一種全檢方法，它是根據(jù)已有VCM磁鋼片類型的設(shè)計(jì)尺寸制作成最大最 小形狀模板進(jìn)行人工檢測(cè)，這種檢測(cè)方法不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展的要求；還有一種方 法，是通過光學(xué)投影法是將VCM磁鋼片放大后依靠人眼通過影屏進(jìn)行瞄準(zhǔn)測(cè)量，這種檢測(cè) 方法存在主觀誤差大，檢測(cè)速度慢的缺點(diǎn)；三坐標(biāo)測(cè)量法是用三坐標(biāo)測(cè)量儀進(jìn)行非接觸式 測(cè)量的方法，測(cè)量精度較高，但也存在檢測(cè)速度慢，信息量少的缺點(diǎn)；光學(xué)投影法和三坐標(biāo) 測(cè)量法只能用作抽檢。因此開發(fā)一種檢測(cè)速度快、測(cè)量精度及準(zhǔn)確性高的VCM磁鋼專用的 視覺檢測(cè)方法顯得非常迫切和現(xiàn)實(shí)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種檢測(cè)速度快、測(cè)量精度 及準(zhǔn)確性高的VCM磁鋼的視覺檢測(cè)方法。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該VCM磁鋼的視覺檢測(cè)方法，其 特征在于包括以下步驟 步驟一、預(yù)先保存所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線；
步驟二、采集待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息； 步驟三、將步驟二中采集到的待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息進(jìn)行除噪預(yù)處理；
步驟四、提取經(jīng)過步驟三預(yù)處理后圖像信息的反應(yīng)輪廓邊緣位置的二值圖像數(shù) 據(jù)； 步驟五、在步驟四得到的二值圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用8-連通法提取一組有用的 反應(yīng)待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣的特征點(diǎn)，并排列成有序的第一點(diǎn)集P工=[P。……PJ ;
步驟六、根據(jù)步驟五得到的第一點(diǎn)集中，計(jì)算采集到的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣 任意兩點(diǎn)間的直線距離，找出輪廓線上距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)Pi(Xi， y》和Pj(Xj， y》，即為輪廓最 小包圍盒的長軸，其中0《i《n，O《j《n ;然后以兩點(diǎn)為橫軸進(jìn)行坐標(biāo)變換，將輪 廓曲線擺正，然后用水平線從上下兩個(gè)方向進(jìn)行掃描，水平掃描線與輪廓曲線首次出現(xiàn)交 點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差為輪廓最小包圍盒的短軸長度；然后根據(jù)計(jì)算出輪廓最小包圍盒的長軸和 短軸，與步驟一中預(yù)先保存的所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線進(jìn)行比對(duì)，初步判斷待
3測(cè)VCM磁鋼片是屬于哪種類型的VCM磁鋼片，如果計(jì)算出的輪廓最小包圍盒的長軸和短軸 明顯偏離所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長軸和短軸，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為 不合格品。 作為改進(jìn)，在所述步驟六后還包括以下步驟 步驟七、在第一點(diǎn)集P工中提取有用的特征點(diǎn)、剔除偽特征點(diǎn)，從而形成第二點(diǎn)集 P2，該二點(diǎn)集P2為第一點(diǎn)集Pi的子集，在判斷第一點(diǎn)集Pi中某一特征點(diǎn)Pi是否為有用特征 點(diǎn)時(shí)，其中0《i《n，找出Pi點(diǎn)的一個(gè)左支撐區(qū)域Li或一個(gè)右支撐區(qū)域Ri，其中左支撐區(qū) 域b中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是沿著Pi點(diǎn)逆時(shí)針方向排列的r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，Li = {Pj|Pj = (Xj， y》，j = i-r， . . . i_l}，右支撐區(qū)域&中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是沿著Pi點(diǎn)順時(shí)針方向排列的r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，& = {Pk|Pk= (Xk，yk)，k= i+l，….i+H，首先計(jì)算由{Pi，Pi+1}或{Pi，Pi—J兩個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方 差矩陣的最小特征值A(chǔ) "再計(jì)算由{Pi， Pi+1， Pi+2}或{Pi， P卜p P卜2}三個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩 陣的最小特征值、，再計(jì)算由(Pi，P^P^，Pi+J或(Pi，PH，P^，PiJ四個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方 差矩陣的最小特征值A(chǔ) 3，然后將右支撐區(qū)域&或左支撐區(qū)域b中的數(shù)據(jù)點(diǎn)逐個(gè)加入，分別 計(jì)算組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值A(chǔ)4... A^如果、< A2<... < A^則認(rèn)為特征 點(diǎn)Pi為有用特征點(diǎn)，否則認(rèn)為Pi為偽特征點(diǎn)； 步驟八、利用最小二乘法將由有用特征點(diǎn)組成的第二點(diǎn)集&中的二值邊緣輪廓數(shù) 據(jù)擬合成待測(cè)VCM磁鋼片的輪廓曲線； 步驟九、將步驟八擬合成的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓曲線與步驟六判斷出該待測(cè)VCM
磁鋼片所屬類型的VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，如果擬合成的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓曲
線與步驟六判斷出該待測(cè)VCM磁鋼片所屬類型的VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)曲線之間的偏差小于等
于2%，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為合格品，否則即為不合格品。 較好的，所述步驟七中r值取2 10。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 1.方法簡便，運(yùn)行可靠； 2.測(cè)量精度高； 3.檢測(cè)速度快，工程實(shí)用性強(qiáng)。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中VCM磁鋼片視覺檢測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一 本實(shí)施例提供了一種用于檢測(cè)VCM磁鋼片的視覺檢測(cè)方法，其包括以下步驟
步驟一、預(yù)先保存所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線，這些標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線可以 存放在存儲(chǔ)設(shè)備當(dāng)中，同時(shí)將這些標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長、短軸信息一并保存在存儲(chǔ)設(shè)備當(dāng) 中； 步驟二、采集待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息，本步驟中，可以將待測(cè)VCM磁鋼片放置 在檢測(cè)臺(tái)上，利用高精度CCD工業(yè)智能相機(jī)采集成像的方式將待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息
4進(jìn)行采集； 步驟三、將步驟二中采集到的待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息進(jìn)行除噪預(yù)處理，本步 驟可以在一個(gè)處理器中進(jìn)行，該處理器需要與步驟二中的高精度CCD工業(yè)智能相機(jī)和步驟 一中的存儲(chǔ)設(shè)備相連；除噪預(yù)處理的方法可以采用常規(guī)的方式，如先將待測(cè)VCM磁鋼片的 圖像信息進(jìn)行圖像增強(qiáng)，然后再進(jìn)行圖像平滑、中值濾波等等一系列處理將在VCM磁鋼片 的采集過程中，由于工業(yè)環(huán)境的影響，如工業(yè)現(xiàn)場的光照不均，機(jī)器振動(dòng)引起的固定在支架
上的相機(jī)抖動(dòng)等原因，使得采集到的圖像不可避免的含有各種各樣的噪聲，引起圖像模糊、 質(zhì)量下降等問題； 步驟四、提取經(jīng)過步驟三預(yù)處理后圖像信息的反應(yīng)輪廓邊緣位置的二值圖像數(shù) 據(jù)；本步驟中，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的Ca皿y邊緣檢測(cè)器來提取，也可以采用其他等同的方 式來提取； 步驟五、在步驟四得到的二值圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用8-連通法提取一組有用的 反應(yīng)待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣的特征點(diǎn)，并排列成有序的第一點(diǎn)集P工=[P。……PJ ;
步驟六、根據(jù)步驟五得到的第一點(diǎn)集中，計(jì)算采集到的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣 任意兩點(diǎn)間的直線距離，找出輪廓線上距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)Pi(Xi， y》和Pj(Xj， y》，即為輪廓最 小包圍盒的長軸，其中0《i《n，O《j《n ;然后以兩點(diǎn)為橫軸進(jìn)行坐標(biāo)變換，將輪 廓曲線擺正，然后用水平線從上下兩個(gè)方向進(jìn)行掃描，水平掃描線與輪廓曲線首次出現(xiàn)交 點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差為輪廓最小包圍盒的短軸長度；然后根據(jù)計(jì)算出輪廓最小包圍盒的長軸和 短軸，與步驟一中預(yù)先保存的所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線進(jìn)行比對(duì)，初步判斷待 測(cè)VCM磁鋼片是屬于哪種類型的VCM磁鋼片，如果計(jì)算出的輪廓最小包圍盒的長軸和短軸 明顯偏離所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長軸和短軸，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為 不合格品，否則進(jìn)入下一步驟繼續(xù)檢測(cè)；這里計(jì)算出的輪廓最小包圍盒的長軸和短軸與最 接近類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長軸和短軸之間的差值超過2mm即認(rèn)為計(jì)算出的輪 廓最小包圍盒的長軸和短軸明顯偏離所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長軸和短軸；
步驟七、在第一點(diǎn)集P工中提取有用的特征點(diǎn)、剔除偽特征點(diǎn)，從而形成第二點(diǎn)集 P2，該二點(diǎn)集P2為第一點(diǎn)集Pi的子集，在判斷第一點(diǎn)集Pi中某一特征點(diǎn)Pi是否為有用特征 點(diǎn)時(shí)，其中0《i《n，找出Pi點(diǎn)的一個(gè)右支撐區(qū)域Ri，右支撐區(qū)域Ri中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是沿著Pi 點(diǎn)順時(shí)針方向排列的r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，r值的取值為2 10，本實(shí)施例中r值取3，即Ri = {Pk|Pk =(xk， ^)，1^=1+1，...1+3}，首先計(jì)算由{Pi，Pi+1}兩個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征 值入"再計(jì)算由{Pi， Pi+1， Pi+2}三個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值^2，再計(jì)算由{Pi， Pi+1，Pi+2，Pi+3}四個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值X"如果X工〈X2< X"則認(rèn)為特 征點(diǎn)Pi為有用特征點(diǎn)，否則認(rèn)為Pi為偽特征點(diǎn)； 步驟八、利用最小二乘法將由有用特征點(diǎn)組成的第二點(diǎn)集&中的二值邊緣輪廓數(shù) 據(jù)擬合成待測(cè)VCM磁鋼片的輪廓曲線； 步驟九、將步驟八擬合成的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓曲線與步驟六判斷出該待測(cè)VCM 磁鋼片所屬類型的VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，如果擬合成的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓曲 線與步驟六判斷出該待測(cè)VCM磁鋼片所屬類型的VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)曲線之間的偏差小于等 于2%，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為合格品，否則即為不合格品。 由于在利用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合的過程中，特征點(diǎn)越多，計(jì)算量越大，本實(shí)施
5例正是由于通過步驟七中計(jì)算特征點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值的方式，將該待測(cè) VCM磁鋼片輪廓邊緣的二值圖像數(shù)據(jù)中一些沒有的"偽特征點(diǎn)"剔除掉了 ， 一來減少了步驟 八的計(jì)算量，二來提高了檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。
實(shí)施例二 與實(shí)施例一不同的是在步驟七中 在判斷第一點(diǎn)集P工中某一特征點(diǎn)Pi是否為有用特征點(diǎn)時(shí)，其中0《i《n，找 出Pi點(diǎn)的一個(gè)左支撐區(qū)域Li，其中左支撐區(qū)域Li中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是沿著Pi點(diǎn)逆時(shí)針方向排列 的r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，r值的取值為2 10，本實(shí)施例中r值取3，即1^ = {P」| P」=(Xj， y》，j = i-3， ...i-lh首先計(jì)算由{Pi， P卜J兩個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值A(chǔ)"再計(jì)算由 {Pi， P卜n P卜2}三個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值、，再計(jì)算由{Pi， P卜p P卜2， P卜3}四 個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值A(chǔ) 3，如果A工< A 2 < . . . < A ^則認(rèn)為特征點(diǎn)Pi為 有用特征點(diǎn)，否則認(rèn)為Pi為偽特征點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種VCM磁鋼的視覺檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、預(yù)先保存所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線；步驟二、采集待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息；步驟三、將步驟二中采集到的待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息進(jìn)行除噪預(yù)處理；步驟四、提取經(jīng)過步驟三預(yù)處理后圖像信息的反應(yīng)輪廓邊緣位置的二值圖像數(shù)據(jù)；步驟五、在步驟四得到的二值圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用8-連通法提取一組有用的反應(yīng)待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣的特征點(diǎn)，并排列成有序的第一點(diǎn)集P1＝[P0……Pn]；步驟六、根據(jù)步驟五得到的第一點(diǎn)集中，計(jì)算采集到的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣任意兩點(diǎn)間的直線距離，找出輪廓線上距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)Pi(xi，yi)和Pj(xj，yj)，即為輪廓最小包圍盒的長軸，其中0≤i≤n，0≤j≤n；然后以PiPj兩點(diǎn)為橫軸進(jìn)行坐標(biāo)變換，將輪廓曲線擺正，然后用水平線從上下兩個(gè)方向進(jìn)行掃描，水平掃描線與輪廓曲線首次出現(xiàn)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差為輪廓最小包圍盒的短軸長度；然后根據(jù)計(jì)算出輪廓最小包圍盒的長軸和短軸，與步驟一中預(yù)先保存的所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線進(jìn)行比對(duì)，初步判斷待測(cè)VCM磁鋼片是屬于哪種類型的VCM磁鋼片，如果計(jì)算出的輪廓最小包圍盒的長軸和短軸明顯偏離所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長軸和短軸，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為不合格品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的VCM磁鋼的視覺檢測(cè)方法，其特征在于在所述步驟六后還包括以下步驟步驟七、在第一點(diǎn)集^中提取有用的特征點(diǎn)、剔除偽特征點(diǎn)，從而形成第二點(diǎn)集&，該 二點(diǎn)集P2為第一點(diǎn)集Pi的子集，在判斷第一點(diǎn)集Pi中某一特征點(diǎn)Pi是否為有用特征點(diǎn)時(shí)，其中0《i《n，找出Pi點(diǎn)的一個(gè)左支撐區(qū)域Li或一個(gè)右支撐區(qū)域Ri，其中左支撐區(qū) 域b中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是沿著Pi點(diǎn)逆時(shí)針方向排列的r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，Li = {Pj|Pj = (Xj， y》，j = i-r， . . . i_l}，右支撐區(qū)域&中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是沿著Pi點(diǎn)順時(shí)針方向排列的r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，& = {Pk|Pk= (Xk，yk)，k= i+l，….i+H，首先計(jì)算由{Pi，Pi+1}或{Pi，Pi—J兩個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方 差矩陣的最小特征值A(chǔ) "再計(jì)算由{Pi， Pi+1， Pi+2}或{Pi， P卜p P卜2}三個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方差矩 陣的最小特征值、，再計(jì)算由(Pi，P^P^，Pi+J或(Pi，PH，P^，PiJ四個(gè)點(diǎn)組成的協(xié)方 差矩陣的最小特征值A(chǔ) 3，然后將右支撐區(qū)域&或左支撐區(qū)域b中的數(shù)據(jù)點(diǎn)逐個(gè)加入，分別 計(jì)算組成的協(xié)方差矩陣的最小特征值A(chǔ)4... A^如果、< A2<... < A^則認(rèn)為特征 點(diǎn)Pi為有用特征點(diǎn)，否則認(rèn)為Pi為偽特征點(diǎn)；步驟八、利用最小二乘法將由有用特征點(diǎn)組成的第二點(diǎn)集P2中的二值邊緣輪廓數(shù)據(jù)擬 合成待測(cè)VCM磁鋼片的輪廓曲線；步驟九、將步驟八擬合成的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓曲線與步驟六判斷出該待測(cè)VCM磁鋼 片所屬類型的VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，如果擬合成的待測(cè)VCM磁鋼片輪廓曲線與 步驟六判斷出該待測(cè)VCM磁鋼片所屬類型的VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)曲線之間的偏差小于等于 2% ，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為合格品，否則即為不合格品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的VCM磁鋼片的視覺檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟七中r值 取2 10。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種VCM磁鋼的視覺檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、預(yù)先保存所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線；步驟二、采集待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息；步驟三、對(duì)待測(cè)VCM磁鋼片的圖像信息進(jìn)行除噪預(yù)處理；步驟四、提取反應(yīng)輪廓邊緣位置的二值圖像數(shù)據(jù)；步驟五、采用8-連通法提取一組有用的反應(yīng)待測(cè)VCM磁鋼片輪廓邊緣的特征點(diǎn)；步驟六、計(jì)算出輪廓最小包圍盒的長軸和短軸，初步判斷待測(cè)VCM磁鋼片是屬于哪種類型的VCM磁鋼片，如計(jì)算出的輪廓最小包圍盒的長軸和短軸明顯偏離所有類型VCM磁鋼片的標(biāo)準(zhǔn)輪廓曲線的長軸和短軸，則判斷該待測(cè)VCM磁鋼片為不合格品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于方法簡便，運(yùn)行可靠、測(cè)量精度高、檢測(cè)速度快。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101696876SQ20091015368
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者姚晉麗, 張舜德, 李延芳, 李燕 申請(qǐng)人:寧波大紅鷹學(xué)院;