CN118089555B - 材料宽度测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供材料宽度测量方法及装置，其中材料宽度测量方法包括：在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度。通过在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度，提高了测量精度，并且降低了制造成本。
Description
技术领域
本说明书实施例涉及测量技术领域，特别涉及材料宽度测量方法。
背景技术
在薄板材、片材或边缘较薄这些类型的材料在生产过程中需要实时检测宽度。常规方法使用线阵CCD结合条状背光源检测宽度，其特点是扫描频率高，横向分辨率高，精度较高。但由于高分辨率线阵相机相比面阵相机的价格较高，且图像直观性差，单行像素的图像直观较差，不容易调试；单行像素的容错较差，影响测量精度。由此，亟需一种更好的方案。
发明内容
有鉴于此，本说明书实施例提供了材料宽度测量方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及材料宽度测量装置，一种计算设备，一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种材料宽度测量方法，包括：
在生产目标材料的情况下，采集材料图像；
基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；
从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；
基于宽度系数确定目标材料的宽度。
在一种可能的实现方式中，在生产目标材料的情况下，采集材料图像，包括：
在目标材料从条形光源上方经过的情况下，通过面阵相机采集材料图像。
在一种可能的实现方式中，基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组，包括：
基于材料图像确定初始像素，基于初始像素、预设增量和光源角度确定目标斜向像素；
基于目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组。
在一种可能的实现方式中，基于目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组，包括：
基于目标斜向像素确定列像素，基于列像素去除目标像素，得到剩余像素；其中，列像素为至少两个；
对剩余像素进行平均值计算，确定虚像素；
基于目标斜向像素对应的虚像素确定虚像素数组。
在一种可能的实现方式中，从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数，包括：
确定标准版，从虚像素数组中确定目标像素；
基于标准版确定目标像素的宽度系数；其中，虚像素数组中各像素均对应有宽度系数。
在一种可能的实现方式中，基于宽度系数确定目标材料的宽度，包括：
确定像素阈值，获取虚像素数组中各像素的像素值；
将虚像素数组中各像素的像素值与像素阈值进行比较，获取像素值大于像素阈值的像素对应的目标宽度系数；
基于目标宽度系数确定目标材料的宽度。
在一种可能的实现方式中，还包括：
确定亮度阈值，基于亮度阈值校准光源角度。
根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种材料宽度测量装置，包括：
图像采集模块，被配置为在生产目标材料的情况下，采集材料图像；
数组确定模块，被配置为基于所述材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；
系数确定模块，被配置为从所述虚像素数组中确定目标像素，并确定所述目标像素的宽度系数；
宽度确定模块，被配置为基于所述宽度系数确定所述目标材料的宽度。
根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括：
存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述材料宽度测量方法的步骤。
根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述材料宽度测量方法的步骤。
根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述材料宽度测量方法的步骤。
本说明书实施例提供材料宽度测量方法及装置，其中材料宽度测量方法包括：在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度。通过在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度，提高了测量精度，并且降低了制造成本。
附图说明
图1是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的场景示意图；
图2是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的流程图；
图3是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的系统示意图；
图4是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的第一像素示意图；
图5是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的第二像素示意图；
图6是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的光源角度示意图；
图7是本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量装置的结构示意图；
图8是本说明书一个实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本说明书。但是本说明书能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本说明书内涵的情况下做类似推广，因此本说明书不受下面公开的具体实施的限制。
在本说明书一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本说明书一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本说明书中，提供了材料宽度测量方法，本说明书同时涉及材料宽度测量装置，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，在下面的实施例中逐一进行详细说明。
参见图1，图1示出了根据本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的场景示意图。
在图1的应用场景中，计算设备101可以在生产目标材料的情况下，采集材料图像102。然后，计算设备101可以基于材料图像102和虚像素确定方法，获取虚像素数组103。之后，计算设备101可以从虚像素数组103中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数104。最后，计算设备101可以基于宽度系数104确定目标材料的宽度，如附图标记105所示。
需要说明的是，上述计算设备101可以是硬件，也可以是软件。当计算设备101为硬件时，可以实现成多个服务器或终端设备组成的分布式集群，也可以实现成单个服务器或单个终端设备。当计算设备101体现为软件时，可以安装在上述所列举的硬件设备中。其可以实现成例如用来提供分布式服务的多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。
参见图2，图2示出了根据本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量方法的流程图，具体包括以下步骤。
步骤201：在生产目标材料的情况下，采集材料图像。
在实际应用中，参见图3，实现本申请的系统可以包括面阵相机、8mm镜头、条形光源、嵌入式计算机等主要部分组成。其中，条形光源：安装于产线输送辊轮间隙下方，其长度大于被测物的宽度；被测物：由产线输送带或输送辊筒传动，运行方向与条形光源垂直；镜头与面阵相机：采用8mm镜头视角在垂直视角75°，水平视角95°左右。相机采用2560×1920分辨率黑白面阵CCD，安装于条形光源中心正上方，其画面水平方向与条形光源成37°左右夹角安装，使光源和画面对角线对齐，其高度可根据检测宽度调节，但小于光源长度，图4画面中白色像素为无物体的情况下光源发光部分，图5为有物体的情况下。嵌入式计算机：处理面阵相机的图像数据，计算并输出宽度值。
在一种可能的实现方式中，在进行材料宽度测量之前还包括：确定亮度阈值，基于亮度阈值校准光源角度。
在实际应用中，设置亮度阈值F，可以设置为123。无物料状态下，校准光源角度，即自动计算光源与水平像素的夹角θ；即，从第一列中取出亮度值＞阈值F的像素，将这些像素的居中行坐标a取出。从最后一列中取出亮度值＞阈值F的像素，将这些像素的居中行坐标b取出；根据tanθ=(b-a)/A，计算出θ值，式中A为θ角的邻边。
在一种可能的实现方式中，在生产目标材料的情况下，采集材料图像，包括：在目标材料从条形光源上方经过的情况下，通过面阵相机采集材料图像。
在实际应用中，正常生产时材料连续从光源上方经过，面阵相机连续采集图像。
本说明书实施例采用面阵CCD相机的对角线上的多行像素去做宽度测量，相比线阵更容易调节，由此提升了效率。
步骤202：基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组。
在一种可能的实现方式中，基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组，包括：基于材料图像确定初始像素，基于初始像素、预设增量和光源角度确定目标斜向像素；基于目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组。
在实际应用中，采集的图像传输给计算机，计算机软件按照单行虚像素计算方法，取出虚像素数组V1。
在一种可能的实现方式中，基于目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组，包括：基于目标斜向像素确定列像素，基于列像素去除目标像素，得到剩余像素；其中，列像素为至少两个；对剩余像素进行平均值计算，确定虚像素；基于目标斜向像素对应的虚像素确定虚像素数组。
在实际应用中，参见图6，A为角θ的邻边，B为角θ的对边，C为斜边，从像素P（0,0）开始按照增量为1，角度θ的方向取实际像素值，计算公式如下：
A0[0] = P（0,0）；
A0[i] = P（0+sinθ×i,0+cosθ×i）；
例如，0+sinθ×i和0+cosθ×i出现负数则像素值为255，i按照增量1取值，直到0+sinθ×i≥1920，或0+cosθ×i≥2560。这里的A0数组是一行延对角线方向的像素，i是该行像素的元素序号。
按照上述方法，分别从P（sinθ×-5, cosθ×-5）开始至P（sinθ×5, cosθ×5）结束，共计取11行斜向像素。将11行像素合成为1行虚像素，按照相同列坐标，取出每列11个像素，去掉3个最大值和3个最小值，计算其余5个像素平均值，将此平均值作为该列的像素值。依次计算所有列平均值，最终得到行虚像素数组V。
本说明书实施例使用了面阵CCD相机的多行像素参与计算精度，由此提高了计算精度。
步骤203：从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数。
在一种可能的实现方式中，从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数，包括：确定标准版，从虚像素数组中确定目标像素；基于标准版确定目标像素的宽度系数；其中，虚像素数组中各像素均对应有宽度系数。
在实际应用中，固定宽度的标准板放置在光源左中右不同位置，计算出数组V中每个像素点宽度系数。
步骤204：基于宽度系数确定目标材料的宽度。
在一种可能的实现方式中，基于宽度系数确定目标材料的宽度，包括：确定像素阈值，获取虚像素数组中各像素的像素值；将虚像素数组中各像素的像素值与像素阈值进行比较，获取像素值大于像素阈值的像素对应的目标宽度系数；基于目标宽度系数确定目标材料的宽度。
在实际应用中，将虚像素中的像素值大于阈值F的像素点宽度系数相加，得到被测物总宽度。
本说明书实施例提供材料宽度测量方法及装置，其中材料宽度测量方法包括：在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度。通过在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度，提高了测量精度，并且降低了制造成本。
与上述方法实施例相对应，本说明书还提供了材料宽度测量装置实施例，图7示出了本说明书一个实施例提供的一种材料宽度测量装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：
根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种材料宽度测量装置，包括：
图像采集模块701，被配置为在生产目标材料的情况下，采集材料图像；
数组确定模块702，被配置为基于所述材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；
系数确定模块703，被配置为从所述虚像素数组中确定目标像素，并确定所述目标像素的宽度系数；
宽度确定模块704，被配置为基于所述宽度系数确定所述目标材料的宽度。
在一种可能的实现方式中，图像采集模块701，还被配置为：
在目标材料从条形光源上方经过的情况下，通过面阵相机采集材料图像。
在一种可能的实现方式中，数组确定模块702，还被配置为：
基于材料图像确定初始像素，基于初始像素、预设增量和光源角度确定目标斜向像素；
基于目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组。
在一种可能的实现方式中，数组确定模块702，还被配置为：
基于目标斜向像素确定列像素，基于列像素去除目标像素，得到剩余像素；其中，列像素为至少两个；
对剩余像素进行平均值计算，确定虚像素；
基于目标斜向像素对应的虚像素确定虚像素数组。
在一种可能的实现方式中，系数确定模块703，还被配置为：
确定标准版，从虚像素数组中确定目标像素；
基于标准版确定目标像素的宽度系数；其中，虚像素数组中各像素均对应有宽度系数。
在一种可能的实现方式中，宽度确定模块704，还被配置为：
确定像素阈值，获取虚像素数组中各像素的像素值；
将虚像素数组中各像素的像素值与像素阈值进行比较，获取像素值大于像素阈值的像素对应的目标宽度系数；
基于目标宽度系数确定目标材料的宽度。
在一种可能的实现方式中，图像采集模块701，还被配置为：
确定亮度阈值，基于亮度阈值校准光源角度。
本说明书实施例提供材料宽度测量方法及装置，其中材料宽度测量装置包括：在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度。通过在生产目标材料的情况下，采集材料图像；基于材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；从虚像素数组中确定目标像素，并确定目标像素的宽度系数；基于宽度系数确定目标材料的宽度，提高了测量精度，并且降低了制造成本。
上述为本实施例的一种材料宽度测量装置的示意性方案。需要说明的是，该材料宽度测量装置的技术方案与上述的材料宽度测量方法的技术方案属于同一构思，材料宽度测量装置的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述材料宽度测量方法的技术方案的描述。
图8示出了根据本说明书一个实施例提供的一种计算设备800的结构框图。该计算设备800的部件包括但不限于存储器810和处理器820。处理器820与存储器810通过总线830相连接，数据库850用于保存数据。
计算设备800还包括接入设备840，接入设备840使得计算设备800能够经由一个或多个网络860通信。这些网络的示例包括公用交换电话网（PSTN，Public SwitchedTelephone Network）、局域网（LAN，Local Area Network）、广域网（WAN，Wide AreaNetwork）、个域网（PAN，Personal Area Network）或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备840可以包括有线或无线的任何类型的网络接口（例如，网络接口卡（NIC，networkinterface controller））中的一个或多个，诸如IEEE802.11无线局域网（WLAN，WirelessLocal Area Network）无线接口、全球微波互联接入（Wi-MAX，WorldwideInteroperability for Microwave Access）接口、以太网接口、通用串行总线（USB，Universal Serial Bus）接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信（NFC，Near FieldCommunication）。
在本说明书的一个实施例中，计算设备800的上述部件以及图8中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图8所示的计算设备结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本说明书范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。
计算设备800可以是任何类型的静止或移动计算设备，包括移动计算机或移动计算设备（例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等）、移动电话（例如，智能手机）、可佩戴的计算设备（例如，智能手表、智能眼镜等）或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或个人计算机（PC，Personal Computer）的静止计算设备。计算设备800还可以是移动式或静止式的服务器。
其中，处理器820用于执行如下计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述材料宽度测量方法的步骤。上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是，该计算设备的技术方案与上述的材料宽度测量方法的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述材料宽度测量方法的技术方案的描述。
本说明书一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述材料宽度测量方法的步骤。
上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是，该存储介质的技术方案与上述的材料宽度测量方法的技术方案属于同一构思，存储介质的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述材料宽度测量方法的技术方案的描述。
本说明书一实施例还提供一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述材料宽度测量方法的步骤。
上述为本实施例的一种计算机程序的示意性方案。需要说明的是，该计算机程序的技术方案与上述的材料宽度测量方法的技术方案属于同一构思，计算机程序的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述材料宽度测量方法的技术方案的描述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所述计算机指令包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本说明书实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本说明书实施例，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本说明书实施例所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上公开的本说明书优选实施例只是用于帮助阐述本说明书。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书实施例的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本说明书实施例的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本说明书。本说明书仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种材料宽度测量方法，其特征在于，包括：
在生产目标材料的情况下，通过面阵相机采集材料图像；
基于所述材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；
从所述虚像素数组中确定目标像素，并确定所述目标像素的宽度系数；
基于所述宽度系数确定所述目标材料的宽度；
所述基于所述材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组，包括：
基于所述材料图像确定初始像素，基于所述初始像素、预设增量和光源角度确定目标斜向像素；
基于所述目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组；
所述基于所述目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组，包括：
基于所述目标斜向像素确定列像素，基于所述列像素去除目标像素，得到剩余像素；其中，所述列像素为至少两个；
对所述剩余像素进行平均值计算，确定虚像素；
基于所述目标斜向像素对应的虚像素确定虚像素数组。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在生产目标材料的情况下，采集材料图像，包括：
在所述目标材料从条形光源上方经过的情况下，通过面阵相机采集材料图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述虚像素数组中确定目标像素，并确定所述目标像素的宽度系数，包括：
确定标准版，从所述虚像素数组中确定目标像素；
基于所述标准版确定所述目标像素的宽度系数；其中，所述虚像素数组中各像素均对应有宽度系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述宽度系数确定所述目标材料的宽度，包括：
确定像素阈值，获取所述虚像素数组中各像素的像素值；
将所述虚像素数组中各像素的像素值与所述像素阈值进行比较，获取像素值大于所述像素阈值的像素对应的目标宽度系数；
基于所述目标宽度系数确定所述目标材料的宽度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定亮度阈值，基于所述亮度阈值校准光源角度。
6.一种材料宽度测量装置，其特征在于，包括：
图像采集模块，被配置为在生产目标材料的情况下，通过面阵相机采集材料图像；
数组确定模块，被配置为基于所述材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组；
系数确定模块，被配置为从所述虚像素数组中确定目标像素，并确定所述目标像素的宽度系数；
宽度确定模块，被配置为基于所述宽度系数确定所述目标材料的宽度；
所述基于所述材料图像和虚像素确定方法，获取虚像素数组，包括：
基于所述材料图像确定初始像素，基于所述初始像素、预设增量和光源角度确定目标斜向像素；
基于所述目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组；
所述基于所述目标斜向像素和虚像素确定方法确定虚像素数组，包括：
基于所述目标斜向像素确定列像素，基于所述列像素去除目标像素，得到剩余像素；其中，所述列像素为至少两个；
对所述剩余像素进行平均值计算，确定虚像素；
基于所述目标斜向像素对应的虚像素确定虚像素数组。
7.一种计算设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至5任意一项所述材料宽度测量方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至5任意一项所述材料宽度测量方法的步骤。
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