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中性笔芯无色硅油注入量检测系统研究

李志伟 郭亨长 李宏伟 任远红 周武能

李志伟, 郭亨长, 李宏伟, 任远红, 周武能. 中性笔芯无色硅油注入量检测系统研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2022, 36(1): 16-22. doi: 10.12299/jsues.21-0207
引用本文: 李志伟, 郭亨长, 李宏伟, 任远红, 周武能. 中性笔芯无色硅油注入量检测系统研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2022, 36(1): 16-22. doi: 10.12299/jsues.21-0207
LI Zhiwei, GUO Hengchang, LI Hongwei, REN Yuanhong, ZHOU Wuneng. Research on colorless silicone oil injection measurement system for neutral pen-refill[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2022, 36(1): 16-22. doi: 10.12299/jsues.21-0207
Citation: LI Zhiwei, GUO Hengchang, LI Hongwei, REN Yuanhong, ZHOU Wuneng. Research on colorless silicone oil injection measurement system for neutral pen-refill[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2022, 36(1): 16-22. doi: 10.12299/jsues.21-0207

中性笔芯无色硅油注入量检测系统研究

doi: 10.12299/jsues.21-0207
基金项目: 教育部产学合作协同育人项目资助(201701014003,201802046057);东华大学研究生创新基金资助(CUSF-DH-D-2020083);上海工程技术大学大学生创业训练及创业实践项目资助(xjcy202110856011)
详细信息
    作者简介:

    李志伟(1982−),男,博士,副教授,研究方向为光电检测与图像处理. E-mail: lzw0130@126.com

  • 中图分类号: TS951.14

Research on colorless silicone oil injection measurement system for neutral pen-refill

  • 摘要:

    针对中性透明笔芯和无色硅油灰度差异小所导致的硅油注入量检测困难等问题,提出并设计一种基于机器视觉的无色硅油注入量检测方法与系统。该系统硬件部分主要包括图像采集单元和外部光源控制单元等,通过调节外部光源照射角度实现无色硅油区域灰度差异的增强;软件与算法部分运用一种灰度区域直方图算法,在搭建的人工交互界面上选取相应的感兴趣区域(ROI)及参数,实时显示长度检测结果。试验结果表明,该系统能准确检测硅油连续长度,系统的实时性及稳定性较好,准确率高,具有一定的推广应用价值。

  • 图  1  自然光照下硅油区域原始灰度图

    Figure  1.  Original grayscale image of silicone oil area under natural light

    图  2  检测系统硬件架构

    Figure  2.  Architecture diagram of detection system

    图  3  基于机器视觉的硅油长度检测算法流程图

    Figure  3.  Flow chart of silicone oil length detection algorithm based on machine vision

    图  4  不同照射角产生的对比度差异及选取的ROI

    Figure  4.  Contrast difference and selected ROI produced by different illumination angles

    图  5  原始图像灰度区域直方图

    Figure  5.  Original image gray area histogram

    图  6  不同照射角所对应的ROI区域灰度直方图

    Figure  6.  Gray histograms of the ROI region produced by different illumination angles

    图  7  设计界面上的检测结果

    Figure  7.  Test results on design interface

    表  1  混合矩阵评价指标

    Table  1.   Evaluation index of hybrid matrix

    混合矩阵检测样品
    合格数量缺陷数量
    合格数量TPFN
    缺陷数量FPTN
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    表  2  不同检测方法的混合矩阵

    Table  2.   Hybrid matrix of different detection methods

    产品类别本研究检测方法 人工检测方法
    合格数量缺陷数量合格数量缺陷数量
    合格数量298228317
    缺陷数量4961288
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    表  3  不同检测方法的真正率、真负率和准确率

    Table  3.   True rate, true negative rate and accuracy rate of different detection methods %

    不同方法真正率真负率准确率
    本研究检测方法99.3096.0098.50
    人工检测方法94.3088.0092.75
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    表  4  不同ROI区域宽度测量的长度值

    Table  4.   Measured length value of different ROI area width

    长度参数ROI宽度/pixel
    40353025
    测量值/pixel201203206208
    理论值/pixel210210210210
    误差/%4.303.301.900.95
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  • 收稿日期:  2021-09-28
  • 刊出日期:  2022-09-26

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