CN110601063B - 基于视觉定位的电缆切割长度测量***及方法 - Google Patents
基于视觉定位的电缆切割长度测量***及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供的基于视觉定位的电缆切割长度测量***，包括控制器、处理子***、导轨、CCD摄像机、限位板、***和驱动装置；导轨安装待测电缆；***设置在待测电缆端部，与处理子***通信连接；限位板设置在导轨上，由驱动装置进行控制；CCD摄像机与限位板设置在同一水平面上，CCD摄像机的摄像头正对限位板设置；CCD摄像机输出端与处理子***输入端电性连接；处理子***输出端与控制器输入端电性连接；控制器输出端与驱动装置控制端电性连接。本发明还提供了电缆切割长度测量方法，巧妙地利用CCD摄像机、***对待测光缆的长度进行精确地测量，将光缆长度智能地调节到实际所需电缆的长度，节省了电缆资源，避免电网严重事故情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电缆切割应用技术领域，更具体的，涉及一种基于视觉定位的电缆切割长度测量***，还涉及一种基于视觉定位的电缆切割长度测量方法。
背景技术
电缆头在制作时分层剥掉电缆外皮、钢带铠甲、铜屏蔽层、半导电层、电缆主绝缘层等多层，剥离的尺寸必须精确到毫米级，甚至是更高精度，才能将电缆终端组件中的出线端子压接部分、罩帽、终端绝缘主体、绝缘管、半导电层自粘带缠绕部位、恒力弹簧抱箍固定、铜编织带固定、三支套等按不同位置准确无误地安装到高压电缆头上时。而目前现场制作电缆头的测量，都是拿卷尺测量一段、剥离一段、安装一个部件，这样就给现场的安装制作带来了难度，工艺繁琐，加工难度大，容易出错，且存在划线位置精确度低。人工测量的工程量之大，对于1024*1280像素的摄像头，准确的测量就应该是130万个点，就可以精确画线提高精度。
电缆在安装过程中，根据安装需求，需要用到不同长度的电缆，这就会将长电缆剪切成符合需求的长度，然而现有的电缆切割设备大多结构简单，仅仅为一把剪刀或者钳子，在进行电缆切割时，无法准确的剪下合适的长度，只能进行粗略的估计，剪下之后再进行精确测量，常常会出现剪下的电缆长度过短，造成资源的浪费，若使用不符合要求的电缆，则可能由于电缆品质的不合格，导致电网严重的事故发生。
发明内容
本发明为克服现有的电缆切割设备在切割电缆时，无法准确的剪下合适的长度，存在资源浪费或导致电网严重事故发生的技术缺陷，提供一种基于视觉定位的电缆切割长度测量***。
本发明还提供一种基于视觉定位的电缆切割长度测量方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
基于视觉定位的电缆切割长度测量***，包括控制器、处理子***、导轨、CCD摄像机、限位板、***和驱动装置；其中：
所述导轨用于安装待测电缆；
所述***设置在所述待测电缆端部，与所述处理子***通信连接，用于定位所述CCD摄像机的位置；
所述限位板设置在所述导轨上，由所述驱动装置进行控制，实现限位板在导轨上滑动；
所述CCD摄像机与限位板设置在同一水平面上，CCD摄像机的摄像头正对所述限位板设置；
所述CCD摄像机输出端与所述处理子***输入端电性连接；
所述处理子***输出端与所述控制器输入端电性连接；
所述控制器输出端与所述驱动装置控制端电性连接。
其中，所述处理子***包括图像分析处理单元、限位控制单元、计算单元和通信单元；其中：
所述图像分析处理单元输入端与所述CCD摄像机输出端电性连接，用于获取所述限位板当前的像素高度；
所述通信单元用于获取所述***与所述CCD摄像机的水平距离，同时获取所述控制器设置的长度值；
所述计算单元根据限位板当前的像素高度、***与CCD摄像机的水平距离和控制器设置的长度值，计算限位板应移动的距离；
所述限位控制单元根据应移动距离为驱动装置编码信息，生成控制指令，并将控制指令发送到所述控制器。
其中，所述控制器采用PC。
基于视觉定位的电缆切割长度测量方法，包括以下步骤：
S1：将待测电缆穿过限位板固定在导轨上；
S2：通过控制器设置需要的电缆的长度值；
S3：CCD摄像机拍摄图像，并将得到的图像传输至处理子***；
S4：处理子***比较分析待测电缆实际长度与需要长度的差异，计算应移动的距离，生成控制指令；
S5：控制器接送控制指令，通过驱动装置使限位板移动到相应的位置；
S6：CCD摄像机再次拍摄图像，并将得到的图像传输至处理子***；
S7：处理子***再次比较待测电缆实际长度与需要长度的比较，若长度一致，则在控制器上显示测量完成；若否，则执行步骤S4。
其中，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：由通信单元接收所述***与所述CCD摄像机的水平距离，同时获取所述控制器设置的长度值；
S42：根据CCD摄像机拍摄的图像，利用图像分析处理单元获取限位板当前的像素高度；
S43：根据限位板当前的像素高度、***与CCD摄像机的水平距离和控制器设置的长度值，通过计算单元计算限位板应移动的距离；
S44：根据应移动的距离，通过限位控制单元为驱动装置编码信息，生成控制指令，并将控制指令发送到所述控制器。
其中，当所述步骤S43得到的应移动的距离为零时，由限位控制单元向控制器发送测量完成信号。
其中，在所述步骤S43中，计算单元计算限位板应移动的距离的过程具体为：已知CCD摄像机摄像头的高度为h1，在获取的图像中限位板像素高度Tar_h，则限位板在CCD摄像机的传感器上的高度：
h＝Tar_h*h1；
限位板的实际高度为H，摄像头镜头焦距为f，则限位板到CCD摄像机距离d为：
d＝(h*f)/H；
其中，***与CCD摄像机的水平距离为I，即电缆的实际测量长度L为：
L＝d-I；
设控制器设置的长度值为L'，则应移动的距离ΔL为：
ΔL＝L'-L。
其中，当ΔL为正值时，驱动装置驱动限位板背离CCD摄像机滑动ΔL距离；当ΔL为负值时，驱动装置驱动限位板向CCD摄像机方向滑动ΔL距离。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的一种基于视觉定位的电缆切割长度测量***及方法，巧妙地利用CCD摄像机、***对待测光缆的长度进行精确地测量，并根据测量结果生车控制指令，将光缆长度智能地调节到实际所需电缆的长度，为应用***提供准确的电缆长度，节省了电缆资源，避免因光缆长度不准确导致电网严重事故情况的发生。
附图说明
图1为基于视觉定位的电缆切割长度测量***结构示意图；
图2为基于视觉定位的电缆切割长度测量***模块连接示意图；
图3为基于视觉定位的电缆切割长度测量方法流程示意图；
其中：1、控制器；2、处理子***；21、图像分析处理单元；22、限位控制单元；23、计算单元；24、通信单元；3、导轨；4、CCD摄像机；5、限位板、6、***；7、驱动装置；8、电缆。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1、图2所示，基于视觉定位的电缆切割长度测量***，包括控制器、处理子***、导轨、CCD摄像机、限位板、***和驱动装置；其中：
所述导轨用于安装待测电缆；
所述***设置在所述待测电缆端部，与所述处理子***通信连接，用于定位所述CCD摄像机的位置；
所述限位板设置在所述导轨上，由所述驱动装置进行控制，实现限位板在导轨上滑动；
所述CCD摄像机与限位板设置在同一水平面上，CCD摄像机的摄像头正对所述限位板设置；
所述CCD摄像机输出端与所述处理子***输入端电性连接；
所述处理子***输出端与所述控制器输入端电性连接；
所述控制器输出端与所述驱动装置控制端电性连接。
其中，所述处理子***包括图像分析处理单元、限位控制单元、计算单元和通信单元；其中：
所述图像分析处理单元输入端与所述CCD摄像机输出端电性连接，用于获取所述限位板当前的像素高度；
所述通信单元用于获取所述***与所述CCD摄像机的水平距离，同时获取所述控制器设置的长度值；
所述计算单元根据限位板当前的像素高度、***与CCD摄像机的水平距离和控制器设置的长度值，计算限位板应移动的距离；
所述限位控制单元根据应移动距离为驱动装置编码信息，生成控制指令，并将控制指令发送到所述控制器。
其中，所述控制器采用PC。
基于视觉定位的电缆切割长度测量方法，包括以下步骤：
S1：将待测电缆穿过限位板固定在导轨上；
S2：通过控制器设置需要的电缆的长度值；
S3：CCD摄像机拍摄图像，并将得到的图像传输至处理子***；
S4：处理子***比较分析待测电缆实际长度与需要长度的差异，计算应移动的距离，生成控制指令；
S5：控制器接送控制指令，通过驱动装置使限位板移动到相应的位置；
S6：CCD摄像机再次拍摄图像，并将得到的图像传输至处理子***；
S7：处理子***再次比较待测电缆实际长度与需要长度的比较，若长度一致，则在控制器上显示测量完成；若否，则执行步骤S4。
其中，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：由通信单元接收所述***与所述CCD摄像机的水平距离，同时获取所述控制器设置的长度值；
S42：根据CCD摄像机拍摄的图像，利用图像分析处理单元获取限位板当前的像素高度；
S43：根据限位板当前的像素高度、***与CCD摄像机的水平距离和控制器设置的长度值，通过计算单元计算限位板应移动的距离；
S44：根据应移动的距离，通过限位控制单元为驱动装置编码信息，生成控制指令，并将控制指令发送到所述控制器。
其中，当所述步骤S43得到的应移动的距离为零时，由限位控制单元向控制器发送测量完成信号。
其中，在所述步骤S43中，计算单元计算限位板应移动的距离的过程具体为：已知CCD摄像机摄像头的高度为h1，在获取的图像中限位板像素高度Tar_h，则限位板在CCD摄像机的传感器上的高度：
h＝Tar_h*h1；
限位板的实际高度为H，摄像头镜头焦距为f，则限位板到CCD摄像机距离d为：
d＝(h*f)/H；
其中，***与CCD摄像机的水平距离为I，即电缆的实际测量长度L为：
L＝d-I；
设控制器设置的长度值为L'，则应移动的距离ΔL为：
ΔL＝L'-L。
其中，当ΔL为正值时，驱动装置驱动限位板背离CCD摄像机滑动ΔL距离；当ΔL为负值时，驱动装置驱动限位板向CCD摄像机方向滑动ΔL距离。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的一种基于视觉定位的电缆切割长度测量***及方法，巧妙地利用CCD摄像机、***对待测光缆的长度进行精确地测量，并根据测量结果生车控制指令，将光缆长度智能地调节到实际所需电缆的长度，为应用***提供准确的电缆长度，节省了电缆资源，避免因光缆长度不准确导致电网严重事故情况的发生。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于视觉定位的电缆切割长度测量***，其特征在于：包括控制器(1)、处理子***(2)、导轨(3)、CCD摄像机(4)、限位板(5)、***(6)和驱动装置(7)；其中：
所述导轨(3)用于安装待测电缆(8)；
所述***(6)设置在所述待测电缆(8)端部，与所述处理子***(2)通信连接，用于定位所述CCD摄像机(4)的位置；
所述限位板(5)设置在所述导轨(3)上，由所述驱动装置(7)进行控制，实现限位板(5)在导轨(3)上滑动；
所述CCD摄像机(4)与限位板(5)设置在同一水平面上，CCD摄像机(4)的摄像头正对所述限位板(5)设置；
所述CCD摄像机(4)输出端与所述处理子***(2)输入端电性连接；
所述处理子***(2)输出端与所述控制器(1)输入端电性连接；
所述控制器(1)输出端与所述驱动装置(7)控制端电性连接；
其中，所述处理子***(2)包括图像分析处理单元(21)、限位控制单元(22)、计算单元(23)和通信单元(24)；其中：
所述图像分析处理单元(21)输入端与所述CCD摄像机(4)输出端电性连接，用于获取所述限位板(5)当前的像素高度；
所述通信单元(24)用于获取所述***(6)与所述CCD摄像机(4)的水平距离，同时获取所述控制器(1)设置的长度值；
所述计算单元(23)根据限位板(5)当前的像素高度、***(6)与CCD摄像机(4)的水平距离和控制器(1)设置的长度值，计算限位板(5)应移动的距离；
所述限位控制单元(22)根据应移动距离为驱动装置(7)编码信息，生成控制指令，并将控制指令发送到所述控制器(1)。
2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的电缆切割长度测量***，其特征在于，所述控制器(1)采用PC。
3.基于视觉定位的电缆切割长度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将待测电缆(8)穿过限位板(5)固定在导轨(3)上，并在待测电缆(8)端部设置***(6)；
S2：通过控制器(1)设置需要的电缆的长度值；
S3：CCD摄像机(4)拍摄图像，并将得到的图像传输至处理子***(2)；
S4：处理子***(2)比较分析待测电缆(8)实际长度与需要长度的差异，计算应移动的距离，生成控制指令；
S5：控制器(1)接送控制指令，通过驱动装置(7)使限位板(5)移动到相应的位置；
S6：CCD摄像机(4)再次拍摄图像，并将得到的图像传输至处理子***(2)；
S7：处理子***(2)再次比较待测电缆(8)实际长度与需要长度的比较，若长度一致，则在控制器(1)上显示测量完成；若否，则执行步骤S4；
其中，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：由通信单元(24)接收所述***(6)与所述CCD摄像机(4)的水平距离，同时获取所述控制器(1)设置的长度值；
S42：根据CCD摄像机(4)拍摄的图像，利用图像分析处理单元(21)获取限位板(5)当前的像素高度；
S43：根据限位板(5)当前的像素高度、***(6)与CCD摄像机(4)的水平距离和控制器(1)设置的长度值，通过计算单元(23)计算限位板(5)应移动的距离；
S44：根据应移动的距离，通过限位控制单元(22)为驱动装置(7)编码信息，生成控制指令，并将控制指令发送到所述控制器(1)。
4.根据权利要求3所述的基于视觉定位的电缆切割长度测量方法，其特征在于，当所述步骤S43得到的应移动的距离为零时，由限位控制单元(22)向控制器(1)发送测量完成信号。
5.根据权利要求4所述的基于视觉定位的电缆切割长度测量方法，其特征在于，在所述步骤S43中，计算单元(23)计算限位板(5)应移动的距离的过程具体为：已知CCD摄像机(4)摄像头的高度为h1，在获取的图像中限位板(5)像素高度Tar_h，则限位板(5)在CCD摄像机(4)的传感器上的高度：
h＝Tar_h*h1；
限位板(5)的实际高度为H，摄像头镜头焦距为f，则限位板到CCD摄像机(4)距离d为：
d＝(h*f)/H；
其中，***(6)与CCD摄像机(4)的水平距离为I，即电缆的实际测量长度L为：
L＝d-I；
设控制器(1)设置的长度值为L'，则应移动的距离ΔL为：
ΔL＝L'-L。
6.根据权利要求5所述的基于视觉定位的电缆切割长度测量方法，其特征在于：当ΔL为正值时，驱动装置(7)驱动限位板(5)背离CCD摄像机(4)滑动ΔL距离；当ΔL为负值时，驱动装置(7)驱动限位板(5)向CCD摄像机(4)方向滑动ΔL距离。
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