[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于含螺釘?shù)慕饘俦砻娑鄺l劃痕檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910331503.X
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110006911B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅一;王紅玉;宋麗梅;郭慶華;張坤;李昂
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種含螺釘?shù)慕饘俦砻娑鄺l劃痕檢測方法，其特征是，包含步驟如下：

步驟1：啟動(dòng)用于對待檢測金屬投射光源的穹頂光源、用于圖像采集的工業(yè)相機(jī)以及用于數(shù)據(jù)處理的軟件平臺(tái)，得到待檢測金屬原始圖像I₁；

步驟2：對步驟1中所述的待檢測金屬原始圖像I₁進(jìn)行拷貝，得到待檢測金屬副本圖像I₂，對副本圖像I₂進(jìn)行灰度處理、均值濾波處理和二值化處理，得到圖像I₃；

步驟3：定義[i][j]為圖像矩陣中的第i行第j列，取I_3[i][j]的8鄰域大小為運(yùn)算區(qū)域，將運(yùn)算區(qū)域內(nèi)的像素值按照升序排列并取中間像素值為a，將a寫入新圖像I₄的I_4[i][j]中；

步驟4：將步驟3中所述的運(yùn)算區(qū)域從步驟2中所述的圖像I₃的第1行第1列開始，依次遍歷，并按照步驟3中所述的方法依次對圖像I₃進(jìn)行運(yùn)算并得到圖像I₄，然后對圖像I₄進(jìn)行輪廓提取；

步驟5：對步驟4中得到的圖像I₄中子圖形的所有輪廓進(jìn)行檢索，并計(jì)算所有輪廓的輪廓面積，設(shè)定面積閾值S₀，將所有輪廓面積低于面積閾值S₀的輪廓去除，得到圖像I₅，圖像I₅按照公式(1)進(jìn)行圓檢測，得到包含若干圓形的圖像I₆；

r_c＝x_c*cosθ+y_c*sinθ 公式(1)

式中，x_c表示待檢測圓的圓心橫坐標(biāo)，y_c表示待檢測圓的圓心縱坐標(biāo)，r_c表示待檢測圓的半徑，θ為圓上的點(diǎn)(x，y)到圓心的角度；

步驟6：定義v為線段數(shù)量閾值，篩選步驟5所述圖像I₆中滿足以點(diǎn)(x_c，y_c)為圓心、r_c為半徑的圓形，其條件為有超過v條長度為r_c的線段通過點(diǎn)(x_c，y_c)，對圖像I₆中的所有圓形進(jìn)行隨機(jī)排序并編號得到序列N，對序列N中第1個(gè)圓形進(jìn)行邊緣提取并計(jì)算輪廓S，同時(shí)通過圖像I₆灰度分布的梯度得到梯度方向的最大梯度值點(diǎn)即邊緣所在位置，梯度方向計(jì)算公式如公式(2)：

式中，L_x和L_y表示灰度值L在x和y方向的偏導(dǎo)，L_xx和L_yy表示灰度值L在x和y方向的二階偏導(dǎo)，L_xy表示灰度值L分別在x，y方向的偏導(dǎo)；

步驟7：I_6[i+1][j]為步驟5所述圖像I₆中像素I_6[i][j]的右方像素、I_6[i][j-1]為像素I_6[i][j]的下方像素和I_6[i+1][j-1]為像素I_6[i][j]的右下方像素，用差值C_H、C_D和C_V分別表達(dá)[i+1][j]、[i][j-1]和[i+1][j-1]到圓心為(x_c，y_c)、半徑為的圓C的距離；根據(jù)公式(3)判斷C_H和C_V分別對本步驟所述圓C的逼近程度，當(dāng)函數(shù)值δ≤0，取C_H(i+1，j)為最佳逼近點(diǎn)，當(dāng)δ＞0，取C_V(i+1，j-1)為最佳逼近點(diǎn)；根據(jù)公式(4)判斷C_D和C_V分別對本步驟所述圓C的逼近程度，當(dāng)δ′≤0，取C_V(i+1，j-1)為最佳逼近點(diǎn)，當(dāng)δ′＞0，取C_D(i，j-1)為最佳逼近點(diǎn)；設(shè)定面積閾值S₁，判斷步驟6中所述的圓形輪廓面積S是否大于面積閾值S₁，當(dāng)輪廓面積S大于S₁并滿足最佳逼近點(diǎn)條件時(shí)，則將該圓內(nèi)最佳逼近點(diǎn)像素值置為數(shù)值255，當(dāng)輪廓面積S不大于S₁，則執(zhí)行步驟8；

δ＝C_H-C_V 公式(3)

δ′＝C_V-C_D 公式(4)

步驟8：對步驟7中所述輪廓面積為S的圓形的下一個(gè)圓形進(jìn)行邊緣提取并獲取輪廓面積，并判斷本步驟所述圓形的輪廓面積是否大于值S₁，當(dāng)本步驟所述圓形的輪廓面積大于S₁，則該圓內(nèi)最佳逼近點(diǎn)像素置成數(shù)值255；當(dāng)所述的輪廓面積不大于S₁，則保留本步驟所述圓形；重復(fù)執(zhí)行本步驟直到將步驟6中所述的序列N中所有的圓形操作完畢，得到圖像I₇；

步驟9：對步驟8中所述的圖像I₇進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，得到圖像I₈，設(shè)定矩閾值m，利用公式(5)對圖像I₈進(jìn)行中心矩mu_ji的統(tǒng)計(jì)，將所有中心矩大于矩閾值m的區(qū)域在步驟1中所述的原始圖像上進(jìn)行位置標(biāo)注，所標(biāo)注位置即為劃痕所在位置，完成帶有螺釘?shù)慕饘俦砻娑鄺l劃痕檢測，