一种电机定转子铁芯质量监测方法

本发明涉及图像处理，具体涉及一种电机定转子铁芯质量监测方法。

背景技术：

1、电机定转子铁芯质量检测是电机制造过程中的一个重要环节，其目的是确保电机的性能和可靠性。定转子铁芯是电机的核心组成部分之一，其质量直接影响电机的效率、稳定性和使用寿命。

2、目前，电机定转子铁芯质量检测仅利用铁芯表面的灰度图像中像素点的灰度变化来检测铁芯质量，由于铁芯表面存在铁线槽，铁线槽的存在会干扰铁芯表面的磨损检测，若不进行区分，会导致铁芯最终的质量检测不准确，并且当铁芯发生磨损时，磨损程度不同，有些区域会发生局部磨损，有些区域会发生全部磨损，二者对检测的影响不同，若直接进行检测而不加以区分磨损的情况，同样会导致铁芯最终的质量检测不准确。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种电机定转子铁芯质量监测方法。

2、本发明的一种电机定转子铁芯质量监测方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种电机定转子铁芯质量监测方法，该方法包括以下步骤：

4、获取铁芯表面灰度图像；

5、获取铁芯表面灰度图像中的若干铁线槽边缘；根据铁线槽边缘对铁芯表面灰度图像进行划分，得到若干铁芯表面局部区域；获取每个铁芯表面局部区域的高灰度级区间；根据铁芯表面局部区域中灰度值在高灰度级区间内的聚集情况和聚集位置，得到若干铁芯表面磨损区域；

6、获取每个铁芯表面磨损区域的若干纹理连通域；根据纹理连通域内像素点之间的灰度差异波动、沿过纹理连通域质心的线段中像素点的梯度变化，筛选若干局部磨损纹理连通域和若干非局部磨损纹理连通域；

7、根据局部磨损纹理连通域内像素点的梯度变化和灰度值，得到所有局部磨损纹理连通域的磨损面积；根据非局部磨损纹理连通域内像素点灰度值，得到所有非局部磨损纹理连通域的磨损面积；根据所有局部磨损纹理连通域的磨损面积和所有非局部磨损纹理连通域的磨损面积，得到定转子铁芯的质量等级。

8、进一步地，所述获取每个铁芯表面局部区域的高灰度级区间，包括的具体步骤如下：

9、获取第个铁芯表面局部区域的灰度直方图；对第个铁芯表面局部区域进行大津阈值分割，得到第个铁芯表面局部区域的最佳分割阈值；将第个铁芯表面局部区域的最佳分割阈值，记为，将第个铁芯表面局部区域的灰度直方图中灰度级在的灰度级范围，记为第个铁芯表面局部区域的高灰度级区间。

10、进一步地，所述根据铁芯表面局部区域中灰度值在高灰度级区间内的聚集情况和聚集位置，得到若干铁芯表面磨损区域，包括的具体步骤如下：

11、对于第个铁芯表面局部区域，将局部区域中灰度值在高灰度级区间内的像素点，记为第个铁芯表面局部区域的高灰度像素点；

12、

13、式中，为第个铁芯表面局部区域的所有高灰度像素点的灰度值峰度，为第个铁芯表面局部区域的高灰度级区间内对应像素点数量最多的灰度级，为第个铁芯表面局部区域的磨损系数，为sigmoid函数；

14、依据磨损系数得到若干铁芯表面磨损区域。

15、进一步地，所述依据磨损系数得到若干铁芯表面磨损区域，包括的具体步骤如下：

16、预设一个第一阈值，若第个铁芯表面局部区域的磨损系数小于第一阈值，将第个铁芯表面局部区域，作为一个铁芯表面磨损区域。

17、进一步地，所述获取每个铁芯表面磨损区域的若干纹理连通域，包括的具体步骤如下：

18、对第个铁芯表面磨损区域利用sobel算子进行边缘检测，获取所有闭合边缘围成的连通域，记为第个铁芯表面磨损区域的初始纹理连通域，获取第个铁芯表面磨损区域的第个初始纹理连通域的灰度均值，获取第个铁芯表面磨损区域经过大津阈值分割得到的最佳分割阈值，记为第一最佳分割阈值，若第初始纹理连通域的灰度均值大于第一最佳分割阈值，将第初始纹理连通域，作为第个铁芯表面磨损区域的一个纹理连通域。

19、进一步地，所述根据纹理连通域内像素点之间的灰度差异波动、沿过纹理连通域质心的线段中像素点的梯度变化，筛选若干局部磨损纹理连通域和若干非局部磨损纹理连通域，包括的具体步骤如下：

20、

21、式中，为第个纹理连通域内所有像素点之间灰度值差异的方差，所述灰度值差异为像素点之间灰度值的差值绝对值；为第个纹理连通域的第一线段中所有像素点的梯度值的平均值，所述第个纹理连通域的第一线段的具体获取方法如下：获取第个纹理连通域的质心，获取第个纹理连通域中距离质心最远的两个像素点，将所述两个像素点确定的线段，记为第个纹理连通域的第一线段；为第个纹理连通域是局部磨损纹理连通域的可能性，为sigmoid函数；

22、依据纹理连通域是局部磨损的可能性，筛选若干局部磨损纹理连通域和若干非局部磨损纹理连通域。

23、进一步地，所述依据纹理连通域是局部磨损的可能性，筛选若干局部磨损纹理连通域和若干非局部磨损纹理连通域，包括的具体步骤如下：

24、预设一个第二阈值，若第个纹理连通域是局部磨损纹理连通域的可能性大于第二阈值，将第个纹理连通域作为一个局部磨损纹理连通域，若第个纹理连通域是局部磨损纹理连通域的可能性小于或等于第二阈值，将第个纹理连通域作为一个非局部磨损纹理连通域。

25、进一步地，所述根据局部磨损纹理连通域内像素点的梯度变化和灰度值，得到所有局部磨损纹理连通域的磨损面积，包括的具体步骤如下：

26、获取第个局部磨损纹理连通域的第一线段中每个像素点的梯度值，将第个局部磨损纹理连通域的第一线段与水平线的锐角夹角，记为第一夹角，将第个局部磨损纹理连通域的第一线段中所有像素点的梯度值，按照像素点沿第一夹角的方向进行排列，得到第个局部磨损纹理连通域的梯度序列，若第个局部磨损纹理连通域的梯度序列中第个梯度值与第个梯度值的差值绝对值，大于第三阈值，将第个梯度值作为第个局部磨损纹理连通域的梯度序列的一个梯度突变值，获取第个局部磨损纹理连通域的梯度序列的所有梯度突变值，将所述所有梯度突变值在第个局部磨损纹理连通域对应的像素点，记为突变像素点，过每个突变像素点作第个局部磨损纹理连通域的第一线段的垂线，将第个局部磨损纹理连通域划分为若干区域，记为第个局部磨损纹理连通域的子区域；

27、根据子区域内像素点的灰度均值，得到所有局部磨损纹理连通域的磨损面积。

28、进一步地，所述根据子区域内像素点的灰度均值，得到所有局部磨损纹理连通域的磨损面积，包括的具体步骤如下：

29、获取第个局部磨损纹理连通域的每个子区域内所有像素点的灰度均值，获取第个局部磨损纹理连通域内所有像素点的灰度均值，若第个子区域内所有像素点的灰度均值大于第个局部磨损纹理连通域内所有像素点的灰度均值，将第个子区域作为第个局部磨损纹理连通域的一个局部磨损区域，获取所有局部磨损纹理连通域的所有局部磨损区域的面积，记为所有局部磨损纹理连通域的磨损面积。

30、进一步地，所述根据非局部磨损纹理连通域内像素点灰度值，得到所有非局部磨损纹理连通域的磨损面积，包括的具体步骤如下：

31、获取第个非局部磨损纹理连通域内所有像素点的灰度均值，记为第个非局部磨损纹理连通域的第一灰度均值，获取所有非局部磨损纹理连通域的第一灰度均值，对所有第一灰度均值进行k-means聚类，距离度量采用第一灰度均值之间的差值绝对值，得到两个类簇，获取所述两个类簇中每个类簇内所有第一灰度均值的均值，记为第二灰度均值，将第二灰度均值最大值对应的类簇，记为磨损类簇，将磨损类簇中所有第一灰度均值对应的非局部磨损纹理连通域的面积，记为所有非局部磨损纹理连通域的磨损面积。

32、本发明的技术方案的有益效果是：本发明在获取到铁芯表面灰度图像后，利用铁线槽边缘对铁芯表面灰度图像进行划分，得到若干铁芯表面局部区域，以减少铁线槽对铁芯表面磨损检测的干扰，便于后续更准确的分析铁芯的磨损，通过局部区域中灰度值在高灰度级区间内像素点的灰度值峰度、高灰度级区间内像素点数量最多的灰度级，得到若干铁芯表面磨损区域，在获取铁芯表面磨损区域时，通过利用发生磨损时直方图的峰度变化以及峰值对应的灰度级，初步判断存在磨损的较大区域，而后通过局部磨损纹理连通域内像素点的梯度变化和灰度值，得到所有局部磨损纹理连通域的磨损面积，通过非局部磨损纹理连通域内像素点灰度值，得到所有非局部磨损纹理连通域的磨损面积，最终通过所有局部磨损纹理连通域的磨损面积和所有非局部磨损纹理连通域的磨损面积，得到定转子铁芯的质量等级，提高对电机定转子铁芯质量检测的准确率。