[發明專利]帶材表面缺陷檢測成像方法及裝置

無效

• 申請號: 200710044005.4
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN101349652A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 何永輝;黃勝標;宗德祥;王健;喬俊良;石桂芬;陸麗華
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 上海明成云知識產權代理有限公司
• 代理人: 周成

技術領域

本發明涉及對帶材的成品表面缺陷檢測，更具體地說，涉及一種帶材表面缺陷檢測成像方法及裝置，該成像方法及裝置能實現應用一組攝像單元就可獲取帶材表面所存在的全部缺陷并且帶材表面的同一缺陷在不同場照明下形成的圖像能夠精確匹配。

背景技術

基于機器視覺的帶材表面缺陷檢測系統已經在世界各大帶材生產企業中獲得了廣泛應用。該類檢測系統均先采用CCD攝像機獲取帶材表面圖像，然后通過對圖像數據進行分析，得出檢測結論。因此，成像的清晰度以及凸現缺陷與背景的差異度，直接影響到該視覺檢測系統的檢測效果。

目前常用的成像方法有很多，包括明場成像、暗場成像及過渡場成像，請參閱圖1所示，明場成像即使攝像機1拍攝角度與光源2照射角度呈法線對稱；請參閱圖2所示，暗場成像即使攝像機1拍攝角度與光源2照射角度呈法線不對稱；請參閱圖3所示，而過渡場成像的攝像機1拍攝角度與光源2照射角度介于明場和暗場之間。以上三種成像方法均是由一組攝像機1和一個光源2構成的單一場成像，這種單一場成像可以獲得大部分清晰的帶材表面3缺陷的對比圖像，但其缺點是會對某些特定的缺陷不敏感，從而導致漏檢一些重要的缺陷。為了提高對各種缺陷的普適性，目前還有通過將兩個單一場成像組合起來的雙場成像方法，請參閱圖4所示，該雙場成像方法通過光源2b與攝像機1b構成暗場成像，以及光源2a與攝像機1a構成明場成像，從而分別對帶材表面3進行掃描，生成缺陷圖像；請參閱圖5所示，為了降低系統成本和結構復雜性，對圖4的雙場成像方法進行簡化，使同一光源2與攝像機1b、攝像機1a分別構成暗場和明場的兩組成像。該雙場成像方法可以獲得全面的帶材缺陷信息，提高缺陷檢測的準確率，但是相比較于單一場成像方法，由于增加了硬件成本和結構復雜性，也就增加了缺陷數據處理量，從而降低了成像的實時性，例如，同一個缺陷在兩組成像中會呈不同特征的圖像，使得缺陷圖像難以精確匹配，導致產生一組缺陷重復報出、甚至發生被分類為不同缺陷的現象。

發明內容

針對現有技術中存在的上述的單一場成像易發生漏檢、雙場成像結構復雜成本高、以及實時性差的缺點，本發明的目的是提供一種帶材表面缺陷檢測成像方法及裝置，該成像方法及裝置能夠結構簡單、成本低、實時性佳，使帶材表面的同一缺陷在不同場照明下形成的圖像能夠精確匹配。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

該帶材表面缺陷檢測成像方法的具體步驟如下：

A.建立一同步信號發生單元并產生同步信號，對下述的光源切換單元和攝像單元進行同步控制；

B.建立一光源切換單元，使用該切換單元對下述兩個光源進行切換控制；

C.使用兩個光源交替對帶材表面照明，并分別與攝像單元構成單一場成像。

所述的步驟A中的產生同步信號的具體步驟如下：

A1.采用同步信號發生器發出原始同步信號；

A2.使用濾波器對原始同步信號進行濾波；

A3.通過整形器對濾波后的同步信號進行整形；

A4.使用頻率調制器對整形后的同步信號進行頻率調制，形成理想的同步信號。

所述步驟A中的同步信號也可由同步信號發生器直接產生。

在步驟C中：

將兩個光源的照明頻率選取為攝像單元的掃描頻率的二分之一。

該帶材表面缺陷檢測成像裝置包括：

同步信號發生單元，該單元產生使切換單元和攝像單元進行同步的同步信號；

切換單元，有兩個輸出控制端，分別連接到兩個照射光源，控制兩個照射光源的切換；

攝像單元；

兩個照射光源，交替對帶材表面進行照明，并分別與攝像單元構成單一場。

所述的同步信號發生單元包括同步信號發生器、濾波器、整形器和頻率調制器，同步信號發生器發出原始同步信號，濾波器、整形器和頻率調制器依次對原始同步信號進行濾波、整形和頻率調制，形成理想的同步信號。

所述的兩個光源的照明頻率均為攝像單元的掃描頻率的二分之一。