[發明專利]一種基于圖像旋轉周期特性的齒輪缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 201710511442.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107228860B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 蔡穎鵬;陳希
• 申請（專利權）人: 北京因時機器人科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

1.一種基于圖像旋轉周期特性的齒輪缺陷檢測方法，包括檢測預處理和缺陷檢測兩個階段；

檢測預處理階段包括圖像噪聲消除和形態學操作；

缺陷檢測階段包括如下步驟：

步驟J1)對待檢圖像的閾值進行二值化操作，通過閾值操作進行圖像中的物體和背景的像素級分割；

步驟J2)對待檢圖像輪廓進行提取，獲得圖像區域中目標的幾何輪廓；

步驟J3)結合獲取的最小外包輪廓，確定目標感興趣區域，提取零件圓心區域作為處理目標的感興趣區域；

步驟J4)對圖像中齒輪目標區域進行分割空洞再填充；

步驟J5)基于凸包檢測方法確定齒輪外輪廓齒數，進而得到齒輪的最小旋轉周期角度；

步驟J6)利用齒輪外觀的旋轉周期性，旋轉齒輪圖像，生成若干份新圖像；

步驟J7)利用圖像的旋轉周期性，進行旋轉處理，并獲得在線自適應模板圖像；

步驟J8)基于圖像差分運算與模板匹配進行缺陷檢測，對圖像進行差分操作，檢測缺陷區域。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像旋轉周期特性的齒輪缺陷檢測方法，所述的檢測預處理階段中，圖像噪聲消除具體為：使用線性濾波和閾值二值分割對原圖進行濾波操作；圖像形態學操作具體為：圖像邊緣和輪廓的檢測和特征分析。

3.根據權利要求1所述的一種基于圖像旋轉周期特性的齒輪缺陷檢測方法，所述的步驟J3具體包括如下步驟：

M1)對輪廓點集進行圖像平滑；

M2)尋找最小包圍圓形，對圖像中所有輪廓的最小外接圓形進行查找、存儲；

M3)存儲最小外接圓的半徑數據；

M4)使用最小外接圓中的最大圓半徑表示感興趣區域的最小表示，選取該圓的外接矩形擴展感興趣區域。

4.根據權利要求1所述的一種基于圖像旋轉周期特性的齒輪缺陷檢測方法，所述的步驟J5具體包括如下步驟：

N1)獲取目標圖像；

N2)獲取直接凸包檢測的結果；

N3)確定縮放倍數；

利用縮放減少像素點，減少檢測到的凸包個數，得到凸包數量和縮放倍數的函數關系；

N4)循環凸包的檢測分析；

N5)確定凸包數量突變點，歸納確定齒輪齒數；

獲取各個縮放級別下凸包數量變化最大的突變點，確定齒輪齒數。

5.根據權利要求1所述的一種基于圖像旋轉周期特性的齒輪缺陷檢測方法，所述的步驟J6具體包括如下步驟：

L1)旋轉矩陣的獲??；

旋轉變換矩陣的獲取指的是通過給定的圓心和旋轉角度來獲取旋轉矩陣，圓心來自于輪廓外接圓中半徑排序第二位所對應的圓心，旋轉角度是齒輪齒數；

L2)利用旋轉矩陣對圖像進行幾何變換；

L3)根據旋轉結果對圖形的大小進行校正；

將旋轉的長寬放大，利用旋轉的弧度進行校正。