[發明專利]一種用于外觀檢測的機器視覺方法

有效

• 申請號: 202010558270.X
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111739003B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 程睿遠;顧鍇;琚長江;張建安;杜鵬飛;陳紀勇;李倩
• 申請（專利權）人: 上海電器科學研究所(集團)有限公司;上海電器科學研究院;上海電機系統節能工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/25;G06V10/46;G06V10/56;G06V10/74
• 代理公司: 上海璀匯知識產權代理事務所(普通合伙) 31367
• 代理人: 王文穎

本發明涉及一種用于外觀檢測的機器視覺算法，用于具有光滑、不透明、主體顏色一致的產品外表面外觀檢測。本發明提供的算法具有泛化性高、精確度高，具有可持續優化性的特征，處理兩個主要需求：1)對產品的顏色進行檢測；2)對產品的外觀進行檢測。本發明集成多種算法，準確率高；利用歷史數據，可以優化參數；SIFT圖像匹配算法自身的優良性能；泛化性高，對于主體顏色一致的產品都適用。

技術領域

本發明涉及一種用于外觀檢測的機器視覺算法，可用于具有光滑、不透明、主體顏色一致的產品外表面外觀檢測。

背景技術

機器視覺技術主要是基于產品的特征信息進行身份識別的一種識別技術，是通過攝像機或攝像頭采集含有產品的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤，進而對檢測到的產品進行特征比對的一系列相關技術。

國內目前對于大多數光滑、不透明、主體顏色一致的產品的外觀檢測仍使用人工檢測的方式。

目前有相關專利涉及外觀檢測的硬件設計及其他產品或通用的外觀檢測的方法，但還沒有針對通用性較強的機器視覺檢測算法。例如蘇州德創測控科技有限公司申請了一種外觀檢測系統及方法的發明專利(申請公開號為CN108072664A)，該發明公開了一種外觀檢測系統及方法，所述系統包括流水線傳送單元、圖像獲取單元、線型背景光源和圖像分析處理單元，其中：流水線傳送單元，用于傳送待檢測物體；圖像獲取單元，設置于流水線傳送單元的上方，用于獲取待檢測物體的局部圖像；線型背景光源，設置于流水線傳送單元的下方，并且與圖像獲取單元相對設置，用于標定待檢測物體的位置；圖像分析處理單元，與圖像獲取單元電連接，用于將待測物體的局部圖像合成完整外觀圖像，并且根據完整外觀圖像對待測物體表面是否存在缺陷進行分析。本發明提出的外觀檢測系統及方法，能夠根據待檢測物體的局部圖像，分析獲取待檢測物體的外觀是否合格，并且具有結構簡單，檢測精度高的優點。

上述發明專利申請主要利用線型光源檢測物品是否存在孔洞類缺陷，對于其他缺陷都不適用，局限性很大。完全不能廣泛適用于光滑、不透明、主體顏色一致的產品的外觀的顏色檢測，對于復雜產品的缺陷檢測也基本起不到作用。

文獻基于支持向量機的條煙包裝外觀缺陷檢測公開的技術方案的主要原理是：用模板匹配法定位條煙檢測區域；然后利用Haar小波變換進行頻域分解并通過灰度共生矩陣算法對頻域圖提取紋理特征；最后結合紋理特征建立條煙支持向量機分類模型對待測樣本進行分類識別。

上述技術方案存在以下問題及缺點：1)模板匹配法定位條煙檢測區域，計算量大，在背景復雜的條件下選擇目標區域精度低，選擇區域中條煙的相對位置很難保持一致。2)選擇頻域特征放棄了幾何特征，較難判斷小塊瑕疵，也無法缺點缺陷位置。3)利用灰度圖進行判斷，放棄了顏色三通道特征，顏色瑕疵或對于灰度值與主體顏色相近的瑕疵無法做出準確判斷。

發明內容

本發明的目的是：提供快速響應，高智能化，高精確度，且適應現場復雜生產環境的智能外觀顏色及缺陷檢測的機器視覺算法，替代或協助傳統的人工檢測方式。

為了達到上述，本發明的技術方案是提供了一種用于外觀檢測的機器視覺算法，用于具有光滑、不透明、主體顏色一致的產品外表面外觀檢測，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：輸入正常完好產品的產品圖片作為標準模板圖片，并給出產品在標準模板圖片位置的區域范圍及標準模板圖片中產品上的N個關鍵點，N≥10；

步驟2：依據已知的產品生產節拍及接觸式傳感器，控制圖像采集設備根據預先設定的采集間隔及接觸式傳感器的條件判定實現實時采集圖像；

步驟3：圖像采集設備將把步驟2采集到的實時產品圖像傳輸到邊緣側設備中；

步驟4：選取實時產品圖像矩陣中的固定區域獲得實時產品圖像的ROI區域圖片，ROI區域對應于產品主體部分；