CN108801462A - 一种非接触式车用线束线序识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非接触式车用线束线序识别装置，包括：工件夹具，用于固定装夹待测线束工件和参考标准件；参考标准件，与待测线束工件对称放置在工件夹具上，用于为颜色识别与顺序判断提供参考标准；两个摄像头，分别放置在工件夹具的两侧，用于拍摄工件夹具两侧的待测线束工件与参考标准件的图像；图像处理装置，用于对摄像头拍摄的图像进行处理，并读取图像中预先设定范围内各像素点的RGB值，然后根据参考标准件设定颜色识别域，最后识别待测线束工件的线束颜色，检测颜色顺序是否正确；错误报警装置，用于当图像处理装置识别出线束线序有误时，警示灯亮红灯，蜂鸣器报警。本发明在不同的灯光条件下也能够准确识别线束颜色。
Description
技术领域
本发明涉及线束线序识别技术，尤其涉及一种非接触式车用线束线序识别装置。
背景技术
汽车线束是汽车电路的网络主体，连接汽车的电气电子部件并使之发挥功能，线束是指由铜材冲制而成的接触件端子(连接器)与电线电缆压接后，外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等，以线束捆扎形成连接电路的组件。随着汽车功能的增加，电子控制技术的普遍应用，电气件越来越多，汽车上的电路数量与线束数量显著增加,汽车线束的设计与布置成为汽车生产过程中十分重要的组成部分。
线束与线束之间、线束与电气件之间的连接，采用联插件或线耳。联插件用塑料制成，分有插头和插座。线束与线束之间用联插件相接，线束与电气件之间的连接用联插件或线耳。
车用线束电线的颜色分为单色线和双色线，颜色的用途也有规定，一般是车厂自订的标准。我国行业标准只是规定主色，例如规定单黑色专用于搭铁线，红单色用于电源线，不可混淆。不同颜色的电线连接着不同的电子元件，因此联插件处的线束必须按照规定顺序排列，如果顺序混淆，将会导致电路连接出错，甚至导致线路短路，引起严重后果。
由于许多零部件厂，联插件的制造仍采用人工加工的方式，难免出现导线顺序出错或者导线颜色用错的问题，这将为后续的生产加工留下巨大的安全隐患，因此，必须设计一种稳定可靠的检测***，自动识别插接件的导线颜色顺序，并做出正确判断。
传统的线束线序检测通常采用人工检查的方式，容易出现错检，漏检，无法保证线束顺序的准确性，现有的线束线序检测装置通常是直接对待测工件拍照，识别导线颜色与顺序，这一方法对于光照条件要求较高，如果光照条件发生变化，容易导致读取RGB数值不准确，造成误检。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种非接触式车用线束线序识别装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非接触式车用线束线序识别装置，包括：
工件夹具，用于固定装夹待测线束工件和参考标准件，并将双排线束分隔成两排，使两排线束分别在工件夹具两侧；
参考标准件，与待测线束工件对称放置在工件夹具上，用于为颜色识别与顺序判断提供参考标准；
两个摄像头，分别放置在工件夹具的两侧，用于拍摄工件夹具两侧的待测线束工件与参考标准件的图像；
图像处理装置，用于对摄像头拍摄的图像进行处理，并读取图像中预先设定范围内各像素点的RGB值，然后根据参考标准件设定颜色识别域，最后识别待测线束工件的线束颜色，检测颜色顺序是否正确；
错误报警装置，用于当图像处理装置识别出线束线序有误时，警示灯亮红灯，蜂鸣器报警。
按上述方案，所述工件夹具底板上设有用于穿引导线的圆孔，将导线穿过底板上的圆孔，***待测工件中，保证导线之间相互平行；所述用于固定安装待测工件与参考标准件的结构是左右对称的，并且中间有分隔标志物。
按上述方案，所述工件夹具底板的中间有纯色的隔板，所述隔板用于把穿过圆孔的两排导线分隔开，并提供一个纯净的背景，便于后续的图像处理以及颜色识别。
按上述方案，图像处理装置的工作流程如下：对拍摄的图像进行处理，读取照片中设定范围内像素点的RGB值，根据参考标准件的颜色，确定出R，G，B三个分量的颜色识别域,然后将待测工件所需范围内各像素点的RGB数值，分别与参考颜色识别域进行比对，得到各条导线的颜色，以及各条导线的顺序；所述设定范围根据隔板在拍摄的图像中的位置设定。
本发明产生的有益效果是：本发明可根据待测工件自动设定颜色识别域，从而在不同的灯光条件下也能够准确识别线束颜色。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的工件夹具结构示意图；
图3是本发明实施例的颜色识别算法流程图；
图4是本发明实施例拍摄的照片；
图5是本发明实施例的各像素点RGB三原色分量分布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，工作平台1，用于承载整个检测装置；工件夹具2，用于装夹待测工件与参考标准件；是工业摄像头3，分别布置在工件夹具的两侧，可以同时拍摄两侧的线束照片，并将拍摄的图像传输至计算机5，计算机5根据本发明设计的识别程序，检测线束的颜色及线序，如果正确则输出正确信号，错误报警装置6上的绿灯点亮，如果错误则输出错误信号，错误报警装置6上的红灯点亮。摄像头支撑柱4，设计高度应保证能够拍摄到工件完整清晰的图像，通过调整摄像头焦距，使拍摄照片的主体为待测工件与参考标准件。
工件夹具如图2所示，工件夹具能够固定待测工件，将导线穿过底板上的圆孔，***待测工件中，可以保证导线之间相互平行，安装待测工件与参考标准件的结构是左右对称的，并且中间有明显的分隔标志物，所述分隔标志物为两排导线的中间设置的纯色的隔板，可把两排导线分隔开，并提供一个纯净的背景，方便于后续的图像处理以及颜色识别。
如图3所示，本发明的线束线序识别算法流程分为以下几个步骤：
1)读取图片。读取拍摄的照片并转化为RGB图像。如图4所示，左侧为待测元件，右侧为参考标准件。实拍照片应与图4相似，光照充足，背景简单，干净，待测元件与参考标准件关于分隔标志物对称，各条导线之间相互平行，颜色区分度大。
2)确定分隔标志物的坐标以及参考标志物的坐标。利用MATLAB软件，读取图片的大小为[427×803](单位：像素)，由于分隔标志物(白线)位于图片正中心，因此可以得到分隔标志物的横坐标为401。右侧参考标准件相对于分隔标志物的位置是固定的，可得绿色导线的横坐标XG＝555；蓝色导线的横坐标XB＝615；白色导线的横坐标XW＝693。
3)读取各条导线的RGB值，并确定颜色识别域。为了降低算法的复杂度，本文只读取垂直于导线的一条直线上的各像素点的RGB值，为保证该直线切割三条导线，取该直线的纵坐标为350，读取各像素点的RGB三原色分量情况如图5所示。其中，从上至下，第一条红色代表Red分量，第二条绿色代表Green分量，第三条蓝色代表Blue分量。由图5可以明显的看到，第二条绿色导线处(XG＝555),Green分量的值明显高于Red分量和Blue分量，则绿色识别域的确定规则为
RefG1＝RGBG-RGBR (2-1)
RefG2＝RGBG-RGBB (2-2)
并取相邻十个点的平均值，即横坐标X＝550～560。得到RefG1＝61.5，RefG2＝27.4。
蓝色导线处(XB＝615),Blue分量的值明显高于Red分量和Green分量，则蓝色识别域的确定规则为
RefB1＝RGBB-RGBR (2-3)
RefB2＝RGBB-RGBG (2-4)
并取相邻十个点的平均值，即横坐标X＝610～620。得到RefB1＝85.9，RefB2＝37.3。
白色导线处(XW＝693),Green分量，Red分量和Blue分量的值明显高于背景值，则白色识别域的确定规则为
RefW＝(RGBG+RGBR+RGBB)/3 (2-5)
并取相邻十个点的平均值，即横坐标X＝688～698。得到RefW＝196.9。
由于导线存在部分重叠，白色导线旁边有部分黑色导线露出，因此在横坐标X＝670附近，Green分量，Red分量和Blue分量的值均小于背景值，该情况应尽量避免。
测试待测工件时：
1)选择三条垂直于导线的直线，并读取直线上的像素点的RGB数值。本文选择的三条直线纵坐标分别为：Y1＝345，Y2＝350，Y3＝345。并将读到的RGB数值，按照式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)、(2-5)进行计算，计算结果记为TestG1、TestG2、TestB1、TestB2、TestW。
若0.8×RefG1<TestG1<1.2×RefG1且0.8×RefG2<TestG2<1.2×RefG2，则认为该点为绿色；若0.8×RefB1<TestB1<1.2×RefB1且0.8×RefB2<TestB2<1.2×RefB2，则认为该点为蓝色；若0.8×RefW<TestW<1.2×RefW，则认为该点为白色，三个条件均不满足时，则认为是背景色。
2)读取绿色，蓝色，白色三组像素点的横坐标，并计算横坐标的均值，比较均值的大小关系，确定导线之间的顺序关系。计算得三种颜色像素点的横坐标的均值，经比较可知三条导线的颜色及顺序为：白，蓝，绿。符合要求，输出正确信号。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种非接触式车用线束线序识别装置，其特征在于，包括：
工件夹具，用于固定装夹待测线束工件和参考标准件，并将双排线束分隔成两排，使两排线束分别在工件夹具两侧；
参考标准件，与待测线束工件对称放置在工件夹具上，用于为颜色识别与顺序判断提供参考标准；
两个摄像头，分别放置在工件夹具的两侧，用于拍摄工件夹具两侧的待测线束工件与参考标准件的图像；
图像处理装置，用于对摄像头拍摄的图像进行处理，并读取图像中预先设定范围内各像素点的RGB值，然后根据参考标准件设定颜色识别域，最后识别待测线束工件的线束颜色，检测颜色顺序是否正确；
错误报警装置，用于当图像处理装置识别出线束线序有误时，警示灯亮红灯，蜂鸣器报警。
2.根据权利要求1所述的非接触式车用线束线序识别装置，其特征在于，所述工件夹具底板上设有用于穿引导线的圆孔，将导线穿过底板上的圆孔，***待测工件中，保证导线之间相互平行；所述用于固定安装待测工件与参考标准件的结构是左右对称的，并且中间有分隔标志物。
3.根据权利要求2所述的非接触式车用线束线序识别装置，其特征在于，所述工件夹具底板的中间有纯色的隔板，所述隔板用于把穿过圆孔的两排导线分隔开，并提供一个纯净的背景，便于后续的图像处理以及颜色识别。
4.根据权利要求1所述的非接触式车用线束线序识别装置，其特征在于，图像处理装置的工作流程如下：对拍摄的图像进行处理，读取照片中设定范围内像素点的RGB值，根据参考标准件的颜色，确定出R，G，B三个分量的颜色识别域,然后将待测工件所需范围内各像素点的RGB数值，分别与参考颜色识别域进行比对，得到各条导线的颜色，以及各条导线的顺序；所述设定范围根据隔板在拍摄的图像中的位置设定。
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