[發(fā)明專利]鏡面、類鏡面物體表面缺陷檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010093393.0
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111257338B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭寅;尹仕斌;孫博;郭磊;姜碩
• 申請（專利權(quán)）人: 易思維（杭州）科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鏡面、類鏡面物體表面缺陷檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對左、右相機及投影裝置進行系統(tǒng)標(biāo)定；投影裝置向被測物表面投射光柵條紋，左、右相機采集投射在被測物表面的光柵條紋圖像；

任選其中一部相機記為第一相機，另一相機記為第二相機；

利用方法一或者方法二標(biāo)記缺陷區(qū)域：

方法一：

對第一相機采集到的圖像進行相位解算，得出絕對相位圖；根據(jù)絕對相位圖中的相位分布，將相位異常的點標(biāo)記為缺陷點，標(biāo)記出缺陷區(qū)域；

利用高斯函數(shù)對絕對相位圖中的各點進行增強處理，對增強后的圖像進行卷積、濾波處理，最后進行圖像閾值分割，得出初始缺陷區(qū)域，對初始缺陷區(qū)域進行連通域提取和形態(tài)學(xué)處理，得出最終的缺陷區(qū)域；

方法二：

求取第一相機采集到的圖像中各點的調(diào)制度、法向量和主曲率，基于調(diào)制度、法向量和主曲率進行特征識別，將法向量和主曲率異常的點標(biāo)記為缺陷點，標(biāo)記出缺陷區(qū)域；

2)利用最小外接圖形框選所述缺陷區(qū)域，從所述最小外接圖形的邊緣中選取多個邊緣點記為預(yù)選點集；

3)從所述預(yù)選點集中任選一點記為標(biāo)記點，將其轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，得出三維坐標(biāo)p₁(x_p1,y_p1,z_p1)；通過絕對相位相等，得出點p₁對應(yīng)在投影裝置中的點為q₁，將其轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，得出三維坐標(biāo)q₁(x_q1,y_q1,z_q1)；

記所述標(biāo)記點對應(yīng)在被測物表面上的點為s₁(x_s1,y_s1,z_s1)，其中，z_s1＝a×D，a為比例系數(shù)，D為第一相機的工作距；比例系數(shù)a取值0.8～0.9；

s₁(x_s1,y_s1,z_s1)的坐標(biāo)中x_s1＝(u-u₀)z_s1/f_x、y_s1＝(v-v₀)z_s1/f_y；

其中，(u₀,v₀)為相機主點，(f_x,f_y)為第一相機的焦距，(u,v)為標(biāo)記點的圖像像素坐標(biāo)；4)計算矢量v₁＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-p₁(x_p1,y_p1,z_p1)和w₁＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-q₁(x_q1,y_q1,z_q1)；

利用第一相機，得到點s₁的法向量

記點s₁對應(yīng)在第二相機像平面中的點為p₂，將其轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，得出三維坐標(biāo)p₂(x_p2,y_p2,z_p2)；

通過絕對相位相等，得出點p₂對應(yīng)在投影裝置中的點q₂，將其轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，得出三維坐標(biāo)q₂(x_q2,y_q2,z_q2)；

計算矢量v₂＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-p₂(x_p2,y_p2,z_p2)和w₂＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-q₂(x_q2,y_q2,z_q2)；

利用第二相機，得到點s₁的法向量

計算法向量n₁、n₂的夾角：

5)令z_s1增加步長Δt，更新點s₁(x_s1,y_s1,z_s1)的坐標(biāo)位置，利用新的點s₁坐標(biāo)，重復(fù)步驟4)，再次計算夾角β；步長Δt取值0.05～0.3；

6)重復(fù)步驟5)，直到z_s1＞b×D時停止迭代，并將得出β值最小的一次對應(yīng)的點s₁(x_s1,y_s1,z_s1)存儲為候選空間點；b為比例系數(shù)，其取值1.1～1.2；

7)從預(yù)選點集中剔除標(biāo)記點，得到新的預(yù)選點集，重復(fù)步驟3)～6)，直到新的預(yù)選點集中無點，得出各點所對應(yīng)的候選空間點；

將各個候選空間點加和求取平均值，此計算結(jié)果即為所述缺陷區(qū)域中心所在的空間位置坐標(biāo)，實現(xiàn)對缺陷區(qū)域的空間定位。