基于机器视觉的带线缝合针尾孔钻头检测研究.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１３年第１１期倡基于机器视觉的带线缝合针尾孔钻头检测研究孙铁波，李宏（江苏食品职业技术学院，淮安２２３００３）摘要：针对带线缝合针尾孔钻头检测问题，提出了一种对尾孔钻头放大图像进行边缘检测并依据边缘不变矩进行状态特征识别的自动检测方法。首先利用Ｏｔｓｕ法对尾孔钻头放大图像进行阈值分割，然后采用Ｃａｎｎｙ算子结合连续像素遍历法提取到了清晰的尾孔钻头边缘图像，最后利用边缘不变矩对尾孔钻头进行状态特征识别。针对０．２５ｍｍ尾孔钻头样本的实验结果表明，该方法对完好钻头和损坏钻头的正确检测率分别为

2、９７．９１％和９６．６７％，且具有良好的实时性，能够满足尾孔钻头检测要求。关键词：带线缝合针；机器视觉；阈值分割；边缘检测；特征识别；状态监测中图分类号：ＴＨ１６１　文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１３）１１—０１１８—０５Studyonmonitoringstatusofsutureneedletail-holedrillbasedonmachinevisionprocessingＳｕｎＴｉｅｂｏ，ＬｉＨｏｎｇ（ＪｉａｎｇｓｕＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕａｉ’ａｎ２２３００３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｐｒｅｓｅｎｔｓａａｕｔｏｍａｔ

3、ｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔａｉｌ-ｈｏｌｅｄｒｉｌｌｌａｒｇｅｒｉｍａｇｅａｎｄｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｅｆｅａｔｕｒｅｓｂｙｅｄｇｅｉｎｖａｒｉａｎｔｍｏｍｅｎｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｔａｔｕｓｏｆｓｕｔｕｒｅｎｅｅｄｌｅｔａｉｌ-ｈｏｌｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｔａｉｌ-ｈｏｌｅｄｒｉｌｌｌａｒｇｅｒｉｍａｇｅｗｅｒｅｐａｒｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｒｅｓｈｏｌｄｂｙｕｓｉｎｇＯｔｓｕｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｎ，ａｃｌｅａｒｐｉｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｅｄｇｅｏｆｔａｉｌ-ｈｏｌｅｄｒｉ

4、ｌｌｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｏｎｔｈｅｗａｙｏｆＣａｎｎｙｏｐｅｒａｔｏｒａｎｄｅｄｇｅｐｉｘｅｌｅｒｇｏｄｉｃｔｒａｖｅｒｓａｌ．Ｆｉｎａｌｌｙｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄｔｈｅｓｔａｔｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｔａｉｌ-ｈｏｌｅｂｙｅｄｇｅｉｎｖａｒｉａｎｔｍｏｍｅｎｔ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｄａｔａｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｃｏａｘｉａｌｉｔｙｏｆｓｕｔｕｒｅｎｅｅｄｌｅｔａｉｌ-ｈｏｌｅｐｒｏｖｉｄｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈ-ｏｄ，ｔｈｅ０．２５ｍｍｓａｍｐｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ

5、ｒａｔｅｏｎｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｉｎｔａｃｔｄｒｉｌｌｉｓ９７．９１％，ａｎｄｔｈｅｄａｍ-ａｇｅｄｄｒｉｌｌｉｓ９６．６７％．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈａｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃｏａｘｉａｌｉｔｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｈａｖｅａｇｏｏｄｒｅａｌ-ｔｉｍｅ．Keywords：ｓｕｔｕｒｅｎｅｅｄｌｅｗｉｔｈｌｉｎｅ；ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ；ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｆｅａｔｕｒｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏ-ｎｉｔｏｒｉｎｇ高带线缝合针生产效率的迫在眉睫的问题。０

6、　引言机器视觉作为一种高效率、高可靠、低成本的识医用带线缝合针主要用于手术中对人体软组织别与检测技术，在各种工业生产过程中得到了广泛应进行缝合、结扎。缝合针的基本材料为医用不锈钢用。目标缺陷检测是机器视觉检测技术应用较为广丝，针体与缝合线以同轴卡死的方式连接，以减小缝泛的一个领域，从检测算法原理上大致可以将基于机［１］合过程中的组织拖拽力。带线缝合针针径规格一般器视觉的目标缺陷检测方法分为以下两大类。为矱０．５～矱１．３ｍｍ，尾孔孔径规格为矱０．２５～矱０．６５ｍｍ，１）构建多视角的完好目标和带有缺陷的目标图其中微细的尾孔钻头在打孔过程中受不均匀冲击力像库，并分别提取库中所有的图像特征

7、（纹理、直方图影响，非常容易折断，而目前带线缝合针自动打孔机或色彩），对采用神经网络或支持向量机等构成的分运转过程中尾孔钻头的状态还是依赖人工监测，由于类器进行训练，再将待测目标图像的特征输入分类人工不能实现全程监测，并且由于尾孔钻头尺寸较器，最终由分类器输出检测结果。小，人工监测较容易产生误差，这就导致尾孔钻头折２）选取完好的目标图像作为匹配模板，再通过图断却不能及时停机，而造成不必要的损失。因此，寻像处理的方法提取图像边缘不变矩，检测时比较