基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布方法及系统与流程

本技术涉及图像语义识别和图像语义分析，具体涉及基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布方法及系统。

背景技术：

1、铝卷材的涂布一直以来都是工业制造领域的重要组成部分，铝卷材因其轻质、耐腐蚀和良好的加工性能，被广泛应用于建筑装饰、交通运输、电子电器等多个行业。在这些应用中，涂膜不仅起到美观的作用，还具有保护铝材、延长使用寿命等功能。因此，涂膜的均匀性、附着力、耐磨性等性能指标对最终产品的质量有着决定性的影响。

2、涂装过程中，辊速比决定辊间传递涂料量的多少，可有效控制湿膜厚度，涂辊与挂料辊相对于铝卷材运行速度加快，单位时间涂覆量就增加，漆膜增厚，降低辊速，漆膜变薄。如果辊速比不匹配，会造成漆膜上出现条纹缺陷。如何精确的调整辊速比是本技术的技术问题，可以通过pid算法实现闭环控制，通过图像识别技术分析条纹缺陷特征，确定pid算法的参数，其次，通过控制系统的输出调整辊速比，减少出现的条纹缺陷，提高铝卷材的涂布质量。

技术实现思路

1、为了解决现有技术难以精确的调整辊速比，降低铝卷材涂布过程中出现的条纹缺陷的问题，提供基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布方法及系统，以解决现有的问题。

2、本技术解决技术问题的方案是提供基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布方法及系统，包括以下步骤：

3、第一方面，本技术实施例提供了基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布方法，该方法包括以下步骤：

4、采集铝卷材的涂膜图像，获取当前时刻的铝卷材缺陷二值图；

5、根据当前时刻的铝卷材缺陷二值图的各个缺陷区域中长宽比计算条纹缺陷校正因子，确定当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷区域；

6、根据当前时刻的铝卷材缺陷二值图中各条纹缺陷与水平轴的夹角，计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷旋转系数；

7、根据当前时刻的铝卷材缺陷二值图中各条纹缺陷区域之间的距离和各条纹缺陷区域的分布情况，计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷分布指数；

8、基于当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷旋转系数、条纹缺陷分布指数以及各条纹缺陷区域与水平轴的夹角，获取当前时刻的铝卷材缺陷二值图的涂布压力调整系数；

9、通过当前时刻的铝卷材缺陷二值图的涂布压力调整系数，确定pid算法中的积分增益参数，根据控制系统的输出，对下一时刻铝卷材涂膜过程中辊涂机的辊速比进行调整，完成对铝卷材的智能辊涂。

10、优选的，所述条纹缺陷校正因子为当前时刻的铝卷材缺陷二值图中所有缺陷区域的长宽比的均值。

11、优选的，所述当前时刻的铝卷材缺陷二值图的各条纹缺陷区域的确定方法为：

12、若缺陷区域的长宽比大于条纹缺陷校正因子，则该缺陷区域是条纹缺陷区域。

13、优选的，所述当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷旋转系数的计算方法为：

14、计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图中各条纹缺陷区域的最小外接矩形的一个边缘与水平轴之间的夹角作为旋转角度；

15、预设旋转角度的偏差值记为偏差角度；

16、计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图中所有条纹缺陷区域的旋转角度的均值记为平均旋转角度；

17、将所述平均旋转角度与所述偏差角度的和记为旋转偏差角度；

18、分别对当前时刻的铝卷材缺陷二值图中的旋转偏差角度进行正弦变换和余弦变换，若正弦变换结果大于0，则将正弦值赋值为1，若正弦变换结果小于0，则将正弦值赋值为0；若余弦变换结果大于0，则将余弦值赋值为1，若余弦变换结果小于0，则将余弦值赋值为0，若正弦变换结果等于0，则将正弦值和余弦值均赋值为0，若余弦变换结果等于0，则将正弦值赋值为1，余弦值赋值为0；

19、若正弦值和余弦值的赋值结果相同，则条纹缺陷旋转系数为1，若正弦值和余弦值的赋值结果不相同，则条纹缺陷旋转系数为0。

20、优选的，所述计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷分布指数，包括：

21、根据当前时刻的铝卷材缺陷二值图中的各条纹缺陷区域之间的距离，计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图的缺陷区域分布距离；

22、根据当前时刻的铝卷材缺陷二值图中的各条纹缺陷区域的分布情况，计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图的缺陷区域分布密度；

23、当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷分布指数与所述缺陷区域分布距离呈负相关关系，与所述缺陷区域分布密度呈正相关关系。

24、优选的，所述当前时刻的铝卷材缺陷二值图的缺陷区域分布距离的计算方法为：

25、将当前时刻的铝卷材缺陷二值图中各条纹缺陷区域的像素值为1的像素点的横坐标的均值与纵坐标的均值作为各条纹缺陷区域的质心坐标；

26、计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图中任意两个条纹缺陷区域的质心之间的距离记为质心距离；

27、将当前时刻的铝卷材缺陷二值图中所有的所述质心距离的均值作为当前时刻的铝卷材缺陷二值图的缺陷区域分布距离。

28、优选的，所述当前时刻的铝卷材缺陷二值图的缺陷区域分布密度的计算方法为：

29、将当前时刻的铝卷材缺陷二值图上所有条纹缺陷区域的像素点数量的和记为缺陷区域面积；

30、将当前时刻的铝卷材缺陷二值图的所有像素点的数量记为二值图面积；

31、计算所述缺陷区域面积与所述二值图面积的比值作为当前时刻的铝卷材缺陷二值图的缺陷区域分布密度。

32、优选的，所述计算当前时刻的铝卷材缺陷二值图的涂布压力调整系数，包括：

33、预设一个调整系数，其中调整系数的取值范围为(0,1)；

34、将所述调整系数与当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷旋转系数之间的差值作为涂布压力调整系数的因子；

35、若条纹缺陷旋转系数为1时，条纹缺陷影响因子为当前时刻的铝卷材缺陷二值图的平均旋转角度；若条纹缺陷旋转系数为0时，条纹缺陷影响因子为当前时刻的铝卷材缺陷二值图的条纹缺陷分布指数；

36、当前时刻的铝卷材缺陷二值图的涂布压力调整系数分别与所述涂布压力调整系数的因子和所述条纹缺陷影响因子呈正相关关系。

37、优选的，所述确定pid算法中调整后的积分增益参数，调整下一时刻铝卷材涂膜过程中辊涂机的辊速比，完成对铝卷材的智能辊涂，包括：

38、预设pid算法的比例增益参数的初始值和pid算法的微分增益参数的初始值；

39、将涂布压力调整系数与预设的初始积分增益系数的和作为pid算法的积分增益参数；

40、将pid控制算法部署在辊涂机的控制系统中，调整辊涂机的辊速比，完成对铝卷材的智能辊涂。

41、第二方面，本技术实施例还提供了基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述基于计算机视觉的铝卷复合涂料智能涂布方法的步骤。

42、本技术至少具有如下有益效果：

43、本技术通过各个缺陷区域中长宽比计算条纹缺陷校正因子，其有益效果为排除高斯滤波不能去除的噪声，区分出铝卷材缺陷二值图中的条纹缺陷区域，调高条纹缺陷计算的精度；通过各条纹缺陷区域与水平轴的夹角计算条纹缺陷旋转系数，可以区分横向缺陷和竖向缺陷，其有益效果为可以针对不同种类的条纹缺陷进行不同的参数调整；通过竖向缺陷的质心距离和分布密度计算条纹缺陷分布指数，其有益效果为排除竖线缺陷的干扰，从而调整辊速比。最后通过涂布压力调整系数确定pid算法的积分误差，根据控制算法的输出结果调整辊速比，其有益效果在于通过图像识别技术分析条纹缺陷特征从而调整辊速比，减少条纹缺陷的产生，提高涂膜质量。