基于图像识别的ECU壳盖密封检测系统的制作方法

本发明涉及机器视觉与自动化检测，具体为基于图像识别的ecu壳盖密封检测系统。

背景技术：

1、在汽车电子控制单元壳盖的生产过程中，壳盖密封胶的连续性直接影响产品的防水、防尘性能，因此通常需要在装配后对壳盖密封状态进行快速检测，以便及时发现断胶、虚胶等异常情况；

2、现有检测方式多采用人工目视检查或基于单帧图像的简单识别方法，这类方式容易受到工件位移、定位偏差、反光干扰以及采集时序不稳定等因素影响，导致检测结果波动量超出预设阈值，难以区分断胶与异常反光及图像失效状态，从而影响检测准确性和在线剔除效率。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提出基于图像识别的ecu壳盖密封检测系统，将连续图像序列采集对位、高光轨迹分析提取有效位移矢量与数据校核复检控制相结合，使得在进行壳盖密封状态检测时能够有效克服工件位移、定位偏差、反光干扰以及采集时序不稳定等因素的影响，准确区分真实断胶与异常反光或图像失效等情形，从而提高检测准确性和在线剔除效率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于图像识别的ecu壳盖密封检测系统，包括工业相机、光源组件、剔除机构及与工业相机和剔除机构通信连接的数据处理终端，所述数据处理终端运行有：

4、图像采集模块，控制工业相机在光源组件开启下连续采集同一ecu壳盖预设帧数的图像序列；

5、图像对位模块，根据模板数据提取定位基准将各帧图像对准同一坐标系，输出对位后的图像及对位误差，并匹配标准密封胶轨迹；

6、高光提取模块，沿轨迹两侧扩展预设像素距离成带状区域，对带状区域内提取的高光像素区域进行形态学扩张得到检测区域，输出有效检测区域占比；

7、位移计算模块，在检测区域内计算相邻帧像素位移矢量及ecu壳盖整体位移量，经坐标变换消除ecu壳盖整体位移量得到有效位移矢量；

8、数据校核模块，校核对位误差、整体位移量、有效位移矢量可信度及有效检测区域占比，输出数据有效性标记；

9、轨迹分析模块，沿轨迹划分分段检测窗口，基于具有数据有效性标记的有效位移矢量计算各窗口内检测特征数据；

10、连续性判断模块，根据相邻窗口检测特征数据及窗口间位移方向与幅值变化，判断密封胶连续性并输出检测结果；

11、复检控制模块，根据检测结果，断胶时控制剔除机构执行剔除，异常或数据无效时控制工业相机补拍。

12、作为优选，系统还包括与数据处理终端通信连接的位置传感器，图像采集模块在接收到位置传感器发出的ecu壳盖到位信号后的预设时间内，连续采集图像序列并记录采集时间间隔；

13、位移计算模块计算相邻两帧图像之间ecu壳盖整体位移量，并判断整体位移量是否处于预设有效范围内，当整体位移量小于第一位移阈值或大于第二位移阈值时，将当前图像序列判定为无效，并触发延时补拍；

14、当整体位移量处于预设有效范围内时，将图像序列发送至高光提取模块。

15、作为优选，图像对位模块通过识别作为定位基准的定位孔、角点或外形轮廓中的至少一种，计算各帧图像对位所需的变换矩阵，并根据定位基准的对位误差评估图像对位质量获得对位误差；

16、当任意一帧图像的对位误差大于预设对位误差阈值时，触发重新定位或补拍，将图像序列标记为对位无效并禁止进入连续性判断流程；当任意一帧图像的对位误差小于或等于预设对位误差阈值时，输出对位后的图像。

17、作为优选，高光提取模块对对位后的图像进行二值化处理提取高光像素区域，并在带状区域内根据预设面积阈值过滤异常反光区域；

18、高光提取模块将过滤后的高光像素区域按预设像素数向外膨胀，并与带状区域取交集，得到检测区域；

19、当带状区域内的高光像素数量小于预设高光像素数量阈值时，输出检测无效状态，并触发工业相机曝光调整或触发补拍复检。

20、作为优选，位移计算模块在相邻两帧图像的检测区域内，分别计算正向像素位移和反向像素位移，并根据预设误差阈值、预设灰度变化阈值以及预设位移范围阈值保留满足条件的矢量；

21、位移计算模块根据图像对位模块的变换矩阵对正向像素位移进行修正，以得到消除ecu壳盖整体位移量的有效位移矢量。

22、作为优选，检测特征数据包括有效位移矢量与轨迹切线方向的方向一致程度、有效位移矢量的覆盖率、局部像素变化量、高光持续出现率以及相邻帧高光重合率；

23、轨迹分析模块分别计算各分段检测窗口内的检测特征数据；其中，局部像素变化量仅采用对应像素预设邻域窗口均位于检测区域内的有效位移矢量进行计算，当有效位移矢量数量低于预设数量阈值时，将对应的局部像素变化量标记为无效；

24、当有效位移矢量的覆盖率低于预设覆盖率阈值时，对应的方向一致程度数据不参与密封胶连续性的判断。

25、作为优选，轨迹分析模块根据有效位移矢量预测当前帧高光像素区域在下一帧中的位置，并计算预测位置与下一帧高光像素区域的重合面积比例，得到相邻帧高光重合率；

26、高光持续出现率通过统计各分段检测窗口内高光像素数量大于或等于预设高光像素数量阈值的帧数占总帧数的比例确定；

27、轨迹分析模块基于高光持续出现率和相邻帧高光重合率是否分别满足预设阈值确定反光类型标记。

28、作为优选，连续性判断模块将各个分段检测窗口作为判断节点，当有效位移矢量的覆盖率以及高光持续出现率分别满足预设可信阈值时，将对应判断节点标记为可信节点；

29、对于满足方向一致程度、局部像素变化量、高光持续出现率及相邻帧高光重合率预设阈值条件的相邻可信节点，根据两个节点之间平均位移矢量的方向变化夹角及幅值差建立连接关系；

30、将未建立连接关系或不满足可信阈值条件的窗口标记为连续异常窗口，并按节点连接数量占比和连续异常窗口长度的惩罚系数计算密封胶的连通率；

31、对于闭环的标准密封胶轨迹，连续性判断模块还判断起点和终点分段检测窗口之间的连接关系。

32、作为优选，复检控制模块基于数据有效性标记、可信节点比例、连续异常窗口长度以及补拍前后结果的一致性，将检测结果判定为密封胶连续性、疑似断胶、确认断胶或数据无效；

33、其中，数据无效状态触发ecu壳盖重新定位、工业相机曝光调整或输出人工复检提示信息；疑似断胶状态触发原位补拍；

34、当同一轨迹段内的连续异常窗口长度大于预设长度阈值，且补拍后在该轨迹段仍出现连续异常窗口时，输出确认断胶状态。

35、作为优选，数据处理终端内还运行有参数设置模块，参数设置模块根据人工复核结果或标准样件测试结果生成检测参数，并在预设统计周期内的检测误判率超过预设误判率阈值时，将检测参数回退至上一个参数版本。

36、本发明的有益效果：

37、1、本发明通过连续采集同一工件的预设帧数图像，并结合模板数据进行对位处理，能够有效消除工件位移和定位偏差对检测结果的影响，避免单帧识别因姿态变化而产生的误判；通过沿标准密封胶轨迹设置带状区域并提取高光像素区域，可将分析范围限定在密封胶附近，减少轨迹外反光干扰对判断的影响，提升高光证据的稳定性；

38、2、本发明通过在数据无效或异常时触发补拍，在确认断胶时控制剔除机构执行剔除动作，可实现检测、复检和剔除的闭环联动，提高整线检测的可靠性和自动化水平；通过参数设置模块对检测参数进行版本回退，还可在误判率升高时快速恢复至已验证参数，进一步保证系统长期运行的稳定性。