[實用新型]一種物體表面劃痕檢測裝置

有效

• 申請號: 201720084091.0
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN206387735U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 王想實;葉曉霖;李萍
• 申請（專利權）人: 無錫職業技術學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司32215
• 代理人: 奚勝元,奚曉寧

技術領域

本實用新型一種物體表面劃痕檢測裝置屬于自動檢測領域，特別是對物體表面劃痕、褶皺等瑕疵方面的自動檢測，可廣泛應用在汽車生產、金屬、漆面以及光學加工領域，尤其適用于對單一背景下物體表面的劃痕瑕疵的精準檢測。

背景技術

物體表面劃痕檢測一直是生產過程中質量檢測的重要環節。目前多數表面劃痕檢測還處在傳統的人工領域，利用人眼視覺來判斷，沒有一定的標準，具有一定的主觀性和隨機性。因此不能得到精確的檢測結果。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對上述不足之處提供一種物體表面劃痕檢測裝置，采用圖像采集終端對LED環形閉光環境下的物體進行圖像數據采集后，經過劃痕檢測器識別出物體表面的瑕疵部分，同時依據所檢測出的劃痕面積大小進行不同級別的報警提示，同時將劃痕信息發送到控制終端進行顯示。

本實用新型是采取以下技術方案實現的：

物體表面劃痕檢測裝置包括圖像采集終端、劃痕檢測器和控制終端，劃痕檢測器分別與圖像采集終端以及控制終端相連；

所述圖像采集終端包括工業相機和閉環光源控制器，閉環光源控制器為工業相機提供亮度補償，確保得到亮度一致的圖像；

在圖像采集終端與劃痕檢測器之間設有A/D轉換器，將模擬圖像轉換為數字圖像；

所述劃痕檢測器采用DSP處理器；

所述控制終端為交互式終端，包括微處理器、輸入設備和顯示設備，微處理器分別與輸入設備以及顯示設備相連。

所述微處理器采用單片機。

所述輸入設備采用鍵盤，通過鍵盤將指令通過微處理器傳送到劃痕檢測器，從而設置劃痕檢測器的復位與輸出方式。

所述顯示設備采用液晶顯示器，可以實時動態顯示劃痕參數化信息面積、大小和位置等信息，通過與輸入設備的配合對顯示劃痕進行放大和截取。

在劃痕檢測器上還設有報警器，報警器與DSP處理器的輸出端相連。

為了匹配控制終端的圖像采集與劃痕檢測器的高速DSP處理器之間速度不匹配的矛盾，在DSP處理器與采集設備的視頻解碼器之間采用雙緩沖機制，采用兩片大容量高速靜態隨機存儲器IS64LV51216

作為緩沖，視頻解碼器向一片SRAM寫入視頻數據、DSP處理器向另外一片SRAM讀數據處理。

所述閉環光源控制器采用MSU-10光源控制器，通過MSU-10光源控制器的反饋式光源亮度控制系統，形成LED閉環光源控制下的圖像采集終端，可適應光源亮度的局部小范圍波動，自動進行亮度補償，確保得到亮度一致的圖像。

所述DSP處理器采用TMS320VC5402芯片。

所述液晶顯示器采用點陣式MGLS12864-LCD顯示模塊。

所述大容量高速靜態隨機存儲器SRAM為IS64LV51216。

所述報警器采用聲光報警器，采用74LS122單穩態觸發器、蜂鳴器和LED報警燈為主要組成部件。

物體表面劃痕檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟：

1）圖像采集終端在LED閉環光源控制下采集得到亮度一致的所要檢測的物體表面信息，發送到劃痕檢測器，得到待檢測的數字圖像；

2）劃痕檢測器對步驟1）得到的數字圖像進行實時檢測與分割劃痕，同時將結果輸出到液晶顯示器；具體的檢測分割步驟如下，

2-1）DSP處理器通過7*7像素的窗口對步驟1）得到的數字圖像進行平滑均值濾波處理，在保護圖像邊緣信息的前提下，去除噪聲；

2-2）采用Prewitt方法對經過2-1）進行濾波處理后的圖像進行邊緣處理，突出背景與劃痕的灰度變化，同時確保劃痕的整體連續性；

2-3）通過魯棒性灰度直方圖方法選取動態閾值，對步驟2-3）經過邊緣處理的圖像進行圖像分割；通過逐漸增大的高斯濾波器對直方圖進行進行卷積平滑處理，從而得到直方圖中兩個唯一的最大值和最小值作為分割的閾值，避免因直接使用灰度直方圖帶來的隨機波動性問題；

2-4）對經過步驟2-3）分割后的區域通過深度優先法提取連通區域，反復搜索第一個未被處理的行程，在上下相鄰領域中判斷交疊區域；

2-5）為了避免區域中不相干的干擾部分，通過面積形態學方法，采用閔可夫斯基加法與膨脹法將步驟2-4）得到的連通區域擴大，將包含劃痕的幾個獨立的區域合并為一個完整的連通區域；并按預設的面積大小規則，將一定范圍內的區域選擇出來，依據面積大小，劃分劃痕種類；