矩形，即對(duì)應(yīng)的圓形電解槽或矩形電解槽；電解槽與電解液圖像特征提取模塊，用于提取hough變換模塊獲取的電解槽與電解液的圖像特征；電解液液位是否過低的分類器設(shè)計(jì)與分類判別模塊，用于根據(jù)電解槽與電解液圖像特征提取模塊提取的特征設(shè)計(jì)分類器，對(duì)槽內(nèi)液位是否過低進(jìn)行分類判別；圖像采集分析模塊設(shè)在PLC控制柜內(nèi)，通過wifi與攝像頭進(jìn)行通信，用于獲取攝像頭采集的圖像信號(hào)，并對(duì)采集的圖像信號(hào)進(jìn)行處理與分析，判斷電鍍槽內(nèi)液位是否過低，當(dāng)電鍍槽內(nèi)液位過低時(shí)，向控制器發(fā)送報(bào)警信號(hào)；PLC控制柜，用于獲取圖像采集分析模塊輸出的分析結(jié)果信號(hào)，并將相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，控制是否切斷電鍍槽加熱棒電源電路；顯示模塊，用于接收PLC控制柜輸出的顯示信號(hào)并顯示。
[0027]使用一臺(tái)頂裝式的攝像頭垂直向下觀測(cè)若干個(gè)電鍍槽，將采集到的圖像傳輸至圖像處理和分析設(shè)備，分析視場(chǎng)中觀測(cè)到的電鍍槽內(nèi)液位是否正常，如果某個(gè)電鍍槽液位偏低，向PLC發(fā)送開關(guān)量輸入端口發(fā)送一個(gè)高電平信號(hào)，由PLC控制切斷加熱棒電源停止加熱或補(bǔ)充電解液，并在人機(jī)交互監(jiān)控畫面中顯示一個(gè)液位報(bào)警信號(hào)。
[0028]圖像采集分析模塊，要找到電鍍槽并識(shí)別其中液位高度是否正常的過程包括以下步驟:
[0029](I)通過圖像去霧增強(qiáng)模塊對(duì)圖像進(jìn)行去霧增強(qiáng)，由于攝像頭固定、場(chǎng)景也基本不變化，可以采用小波域retinex算法達(dá)到去除霧氣干擾的效果；
[0030](2)通過圖像邊緣提取模塊對(duì)去霧后的圖像使用canny算子提取邊緣；
[0031](3)通過hough變換提取模塊提取圖像中的圓形或矩形，此即對(duì)應(yīng)于圖像中的電鍍槽；
[0032](4)通過電解槽與電解液圖像特征提取模塊提取電鍍槽中槽壁和液體的相關(guān)特征(如每個(gè)電鍍槽的槽壁顏色直方圖、槽壁與液體所占像素比例等)，設(shè)計(jì)并訓(xùn)練分類器，判別每個(gè)電鍍槽內(nèi)液位是否過低，若某個(gè)電解槽液位過低，則將向PLC發(fā)送報(bào)警信號(hào)，并由PLC控制該電鍍槽對(duì)應(yīng)的加熱棒斷電從而防止干燒現(xiàn)象。
[0033]實(shí)施例2
[0034]同實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:通過外部觸發(fā)方式使攝像頭每隔一定的時(shí)間間隔T采集一次圖像信號(hào)，圖像采集分析模塊還設(shè)有用于分析攝像頭采集到的圖像信號(hào)是否模糊的圖像質(zhì)量分析模塊，采用平均梯度法分析攝像頭采集到的圖像信號(hào)是否模糊，當(dāng)圖像模糊時(shí)，啟動(dòng)攝像頭上的雨刷進(jìn)行鏡頭清潔，并設(shè)定在鏡頭清潔后再重新采集一次圖像，如此重復(fù)預(yù)設(shè)的次數(shù)3次。
[0035]在圖像獲取方面，由于電鍍車間濕度大、霧氣重，尤其是夏天，很容易出現(xiàn)鏡頭被霧氣覆蓋或是車間里四處彌漫霧氣的情況(在下面的描述中，我們將覆蓋鏡頭的霧氣稱為“鏡頭霧氣”，而將車間里出現(xiàn)的四處彌漫而又不均勻的霧氣稱為“車間霧氣”)。
[0036](I)為降低圖像數(shù)據(jù)傳輸量和處理量，對(duì)電鍍槽進(jìn)行圖像采集和液位識(shí)別的過程無需持續(xù)進(jìn)行，只需以一定的時(shí)間間隔(數(shù)小時(shí)一次)外部觸發(fā)攝像頭采集一次圖像；
[0037](2)圖像采集分析模塊使用平均梯度方法分析采集到的圖像是否模糊，若模糊，則說明有鏡頭霧氣，則啟動(dòng)攝像頭上所帶雨刷清潔鏡頭，并再清潔鏡頭后重新采集一次圖像，如此重復(fù)3次；
[0038](3)若連續(xù)3次重復(fù)清潔鏡頭后獲得的圖像仍判定為模糊圖像，則說明是由于車間霧氣造成的成像模糊，這時(shí)不再清潔鏡頭，而是進(jìn)入下一步的圖像采集分析模塊進(jìn)行處理。
[0039]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于: 包括攝像頭、圖像采集分析模塊、控制器模塊以及顯示模塊，其中， 攝像頭，用于采集監(jiān)控范圍區(qū)域內(nèi)的圖像信號(hào)， 圖像采集分析模塊，用于獲取攝像頭采集的圖像信號(hào)，并對(duì)采集的圖像信號(hào)進(jìn)行處理與分析，判斷電鍍槽內(nèi)液位是否過低，當(dāng)電鍍槽內(nèi)液位過低時(shí)，向控制器發(fā)送報(bào)警信號(hào)， 控制器模塊，用于獲取圖像采集分析模塊輸出的分析結(jié)果信號(hào)，并將相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，控制是否切斷電鍍槽加熱棒電源電路， 顯示模塊，用于接收控制器模塊輸出的顯示信號(hào)并顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:通過外部觸發(fā)方式使攝像頭每隔一定的時(shí)間間隔T采集一次圖像信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述圖像采集分析模塊包括圖像采集模塊、圖像邊緣提取模塊、hough變換提取模塊、電解槽與電解液圖像特征提取模塊和電解液液位是否過低的分類器設(shè)計(jì)與分類判別模塊，其中，圖像采集模塊用于獲取攝像頭采集的圖像信號(hào)；圖像邊緣提取模塊用于確定圖像采集模塊采集的圖像的邊緣；hough變換模塊，用于識(shí)別圖像邊緣提取模塊提取到的圓形或矩形，即對(duì)應(yīng)的圓形電解槽或矩形電解槽；電解槽與電解液圖像特征提取模塊，用于提取hough變換模塊獲取的電解槽與電解液的圖像特征；電解液液位是否過低的分類器設(shè)計(jì)與分類判別模塊，用于根據(jù)電解槽與電解液圖像特征提取模塊提取的特征設(shè)計(jì)分類器，對(duì)槽內(nèi)液位是否過低進(jìn)行分類判別。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述圖像采集分析模塊設(shè)有用于分析所述攝像頭采集到的圖像信號(hào)是否模糊的圖像質(zhì)量分析模塊，當(dāng)圖像模糊時(shí)，啟動(dòng)攝像頭上的雨刷進(jìn)行鏡頭清潔，并設(shè)定在鏡頭清潔后再重新采集一次圖像，如此重復(fù)預(yù)設(shè)的次數(shù)N。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述圖像采集分析模塊還設(shè)有用于對(duì)圖像進(jìn)行去霧增強(qiáng)的圖像去霧增強(qiáng)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述控制器為PLC控制柜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述攝像頭為防水級(jí)別IP67以上、設(shè)有雨刷和wifi傳輸功能的攝像頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述圖像采集分析模塊通過wifi與攝像頭進(jìn)行通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述圖像采集分析模塊設(shè)在所述PLC控制柜內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，其特征在于:所述圖像質(zhì)量分析模塊采用平均梯度法分析所述攝像頭采集到的圖像信號(hào)是否模糊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及液位檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于視覺技術(shù)的非接觸式電鍍槽液位控制器，包括攝像頭、圖像采集分析模塊、控制器模塊以及顯示模塊，通過采用非接觸式的方法對(duì)電解槽內(nèi)的液位進(jìn)行監(jiān)控，避免了由于與電解液直接接觸而造成的液位傳感器被腐蝕或出現(xiàn)結(jié)晶、需要定期更換的問題，大大減少了設(shè)備成本和人力成本，同時(shí)一套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在控制臺(tái)集中監(jiān)控多個(gè)電解槽的液位，無需一個(gè)電鍍槽配置一套系統(tǒng)且無需人工在現(xiàn)場(chǎng)巡視，可進(jìn)一步減少了設(shè)備成本和人力成本。
【IPC分類】H04N7-18, G06T7-00
【公開號(hào)】CN104822046
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510179544
【發(fā)明人】張繼, 潘操, 程起才, 王洪元, 鄭劍鋒, 強(qiáng)浩
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月15日