[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的軸承鋼珠零件檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010564947.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111815575A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 產(chǎn)思賢;胡超群;周小龍;陳小佳;陳勝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/20;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/90
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于機器視覺的軸承鋼珠零件檢測方法，包含鋼珠圓形度檢測和零件劃痕檢測，包括以下步驟：第一步、鋼珠圓形度檢測，過程如下：1.1)對輸入圖像進行預(yù)處理；1.2)獲取鋼珠輪廓；1.3)對得到的邊緣進行篩選，對檢測合格的鋼珠輸出輪廓和圓心半徑；第二步、零件劃痕檢測：2.1)零件正面邊緣檢測；2.2)零件側(cè)面邊緣檢測。本發(fā)明提供一種基于機器視覺的軸承鋼珠零件檢測方法，能夠克服多種干擾因素，建立高效穩(wěn)定的檢測系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及零件檢測領(lǐng)域，具體地涉及一種基于機器視覺的軸承鋼珠零件檢測方法。

背景技術(shù)

人類在推動社會進步的同時，將許多復(fù)雜的、帶有大量重復(fù)性的工作交給機器來完成，機器視覺系統(tǒng)正屬于這個范疇。一般來說，機器視覺系統(tǒng)就是工業(yè)測試監(jiān)控系統(tǒng)。在一些具有危險性的工作場合或者人眼難以識別的情況下，往往會使用機器視覺系統(tǒng)來提高生產(chǎn)線的品質(zhì)或自動化程度。機器視覺技術(shù)是檢測領(lǐng)域的一個方向，其目的在于用機器代替人類的眼睛去完成檢測、識別、分類等任務(wù)。完整的機器視覺技術(shù)包括光源照明、光學(xué)成像、數(shù)字圖像處理、機器分類、工業(yè)控制等技術(shù)，具有很高的穩(wěn)定性和準確性。在國外，機器視覺主要被應(yīng)用于半導(dǎo)體、電子及機械等行業(yè)，例如集成電路制造、電子模具、絲網(wǎng)印刷、元器件成型等。此外，機器視覺還廣泛用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)中舉足輕重。

現(xiàn)有的零件檢測方法一般都是基于機器視覺技術(shù)。研究人員基于機器視覺技術(shù)開發(fā)了一套圓形零件檢測框架，通過簡單的攝像機標定和亞像素實現(xiàn)了圓形零件的精密測量，其算法模型主要包括系統(tǒng)矯正、預(yù)處理、圖像二值化和圓形檢測四個部分。還有人對非球面曲面光學(xué)零件精密加工技術(shù)進行了分析和研究，研制出了一套超精密空氣壓縮主軸系統(tǒng)，將檢測精度提高到國際水準。通過線陣工業(yè)相機來掃描待檢測的計算機硬盤薄片零件圖像，根據(jù)圖像掃描的特性提出一種新的標定算法和輪廓矢量化算法，將標定、二值化、邊緣檢測以及輪廓矢量化等結(jié)合從而得到待檢測零件的尺寸參數(shù)。一些研究學(xué)者針對零件表面的缺陷進行檢測，通過兩次進行動態(tài)提取算法準確提取了目標零件檢測區(qū)域，然后基于統(tǒng)計圖分類算法和零件的寬度、厚度、分散度、偏轉(zhuǎn)程度等邊緣信息生成檢測參數(shù)。在現(xiàn)代的自動化流水線上，檢測系統(tǒng)能夠隨時隨地的確認零件的尺寸大小、數(shù)量、有無缺陷等，大幅提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。但是當(dāng)前機器視覺的問題也很明顯，系統(tǒng)時滯、精度不高、穩(wěn)定性差等問題都亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中無法快速準確的對零件進行檢測，為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的軸承鋼珠零件檢測方法，能夠克服多種干擾因素，建立高效穩(wěn)定的檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于機器視覺的軸承鋼珠零件檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括以下步驟：

第一步、鋼珠圓形度檢測，過程如下：

1.1)圖像預(yù)處理：使用高斯濾波對輸入圖像進行預(yù)處理，去除圖像中的高頻信號；

1.2)提取腸系膜上動脈口：通過灰度轉(zhuǎn)換、閾值分割等方法將圖像進行轉(zhuǎn)化，使得后續(xù)算法更容易辨別圖像信息；經(jīng)過這一步，系統(tǒng)會得到若干閉合的邊緣輪廓；

1.3)篩選邊緣輪廓：為了能得到較好的檢測邊緣，采用了三個篩選條件：輪廓像素域檢測、橢圓擬合檢測和圓形度檢測，輪廓像素域檢測是統(tǒng)計每個輪廓的像素面積；由于鋼珠的圓形輪廓會在成像后會形成近似于圓形的橢圓，所以進行橢圓擬合，可以有效的排除噪聲干擾；最后在得到鋼珠的邊緣輪廓信息后，對橢圓進行圓形度檢測，這一步的目的是為了檢測鋼珠的外形是否符合生產(chǎn)規(guī)范；

第二步、零件劃痕檢測，過程如下：

2.1)零件側(cè)面劃痕檢測：使用邊緣檢測方法對零件側(cè)面劃痕進行檢測，首先確定圖像中的邊緣像素，然后把這些像素連接在一起，從而構(gòu)成所需的區(qū)域邊界；