[發明專利]一種基于機器視覺的定子表面缺陷檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201911047866.7
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110766684B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 戴斌宇;吳靜靜
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/194;G06T7/187;G06T7/11;G01N21/88
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種基于機器視覺的定子表面缺陷檢測系統和檢測方法，屬于視覺檢測技術領域。所述方法包括利用最小二乘法提取圓形ROI將背景與感興趣區域分離，采用基于連通域特征組合的干擾抑制算法快速抑制固有字符和槽孔干擾，并利用基于輪廓拓撲結構分析的掩模生成算法將掩模與待檢圖像差分提取工件表面缺陷特征，從而實現對定子的端面的缺陷檢測。采用基于最小二乘擬合法的圓形ROI提取算法，能夠更精確提取定子端面目標檢測區域；在檢測實時性和精度方面，傳統的基于形態學的缺陷檢測算法運行時間長，檢測精度較低，而文中提出的檢測算法不僅運行時間短，并且抗干擾能力強，缺陷檢出率達到了99.09％。

技術領域

本發明涉及一種基于機器視覺的定子表面缺陷檢測系統和檢測方法，屬于視覺檢測技術領域。

背景技術

汽車發動機是汽車上的一個重要部分，通常由定子、轉子以及前后蓋組成。定子作為汽車發動機的主要構成零件，由粉末冶金材料制造而成。如圖1所示，為定子工件示意圖，在定子的加工過程中，定子的端面可能留下磕傷、劃傷、缺料等缺陷。

目前市場上普遍以人工目檢的方式來對定子端面進行缺陷檢測，這種方式存在效率低，準確率易受主觀因素影響，易造成視覺疲勞等缺點。基于機器視覺的檢測技術可以克服這一缺點，將其運用到定子外觀缺陷檢測的研究中，能夠很好的代替人工，提高檢測效率和穩定性。但現有的基于機器視覺的檢測技術在對定子端面進行檢測時，存在著檢測效率低、缺陷檢出率也較低的問題，比如“李丹,白國君,金媛媛,童艷.基于機器視覺的包裝袋缺陷檢測算法研究與應用[J/OL].激光與光電子學進展:1-12[2019-04-15].”可以對產品整體外形和內部印刷缺陷實時檢測，但是該算法的運用對象是柔性包裝袋，并非金屬工件，并不能直接應用該方法來實現對定子端面缺陷進行檢測。“王義文,屈冠彤,劉獻禮,付鵬強,李博.鋼球表面缺陷的圖像差分檢測算法[J].計算機輔助設計與圖形學學報,2016,28(10):1699-1704.”給出了一種對于鋼球表面的檢測方法，但是定子端面部位包含有固有字符、槽孔，齒面部位包含有固有凹坑，相對于表面單一光滑的鋼球表面，檢測過程更為復雜，所以也無法直接應用其來對定子端面進行缺陷檢測，如果直接采用上述方法檢測，則因為定子端面的復雜情況，勢必存在檢測效率低、缺陷檢出率也較低的問題。

再比如，采用現有的基于形態學的缺陷檢測算法(比如，張偉,曾碧.針對復雜紋理的手機外殼缺陷檢測方法[J].計算機應用與軟件,2017,34(11):217-222)對定子端面進行缺陷檢測時，由于圖像分辨率較大，尺寸過大的內核嚴重影響算法處理時間，并且無法檢測出工件輪廓邊緣上的缺陷，該方法檢測效率低且缺陷檢出率有待提高。

發明內容

為了實現采用機器視覺的檢測技術對定子端面進行缺陷檢測的目的，本發明提供了一種基于機器視覺的定子端面缺陷檢測系統和檢測方法。

本發明的第一個目的在于提供一種定子端面缺陷檢測系統，所述系統包括硬件系統和軟件系統；其中，所述硬件系統包括光源、相機、檢測裝置和旋轉機械裝置；

所述軟件系統利用最小二乘法提取圓形ROI將背景與感興趣區域分離，采用基于連通域特征組合的干擾抑制算法快速抑制固有字符和槽孔干擾，并利用基于輪廓拓撲結構分析的掩模生成算法將掩模與待檢圖像差分提取工件表面缺陷特征，從而實現對定子的端面的缺陷檢測。

可選的，所述硬件系統用于獲取定子的端面不同方位下的圖像，其中，所述光源為環形光源，所述相機為面陣相機，通過所述旋轉機械裝置和面陣相機的配合獲取定子的端面不同方位下的圖像。

可選的，所述相機的鏡頭為變倍鏡頭。

可選的，所述相機的中心軸線在距離工件中心1/4半徑處。

可選的，所述硬件系統還包括到位檢測裝置，所述到位檢測裝置用于檢測定子是否處于所述旋轉機械裝置上。

本發明的另一個目的在于提供一種定子表面缺陷檢測方法，所述方法應用上述定子表面缺陷檢測系統進行檢測，所述方法包括：