[發明專利]一種基于光度立體法的在線表面缺陷檢測方法

在審

• 申請號: 202011125391.1
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112630230A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張效棟;劉皓玥;閆寧;吳曦旸
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于光度立體法的在線表面缺陷檢測方法，檢測過程中，零件隨傳送帶持續運動，當到達檢測區域，分布于檢測區域四周的光源循環亮起，同時相機同步拍攝不同方向光源照明情況下的圖片，在整個過程中零件隨傳送帶持續運動，拍攝不同圖片的過程中，零件位置發生了移動，表面缺陷檢測步驟包括：通過提取邊緣信息制作模板，根據模板匹配實現多張圖片中零件位置的統一，以滿足后續光度立體法解算的前提條件；通過光度立體法恢復不同工位下的零件表面梯度、曲率信息；依次通過二值化、邊緣檢測、連通域檢測特征提取手段提取零件表面缺陷，并根據閾值進行初步篩選以判斷待測零件加工質量是否合格。

技術領域

本發明涉及一種零件表面缺陷視覺檢測方法，尤其是在線表面缺陷檢測方法。

背景技術

工業生產的零件由于制造工藝和運輸條件的限制，常常在生產和運輸過程中產生表面缺陷。為了確保自動化生產的產品質量，進行零件的表面缺陷檢測是不可缺少的關鍵環節。以往這類零件的檢測方法往往分為人工檢測和自動化檢測兩種。其中人工檢測通常指人眼觀察，相比于自動化檢測，人工檢測速度較慢、可靠性無法保證、增加了人工成本。傳統的自動化檢測方法多基于機器視覺的技術，采集零件表面圖像，進行相應圖像處理進行表面缺陷提取。但缺陷情況往往受到光照等環境影響，僅僅靠二維圖像信息很難全面分析表面缺陷，甚至有時根本采集不到缺陷信息，因此，誤報率和漏檢率比較高。

綜上所述，在零件表面缺陷檢測中引入一定量的三維信息是非常必要的。目前，基本的三維測量方法已經逐漸引入到零件表面質量檢測中，其中應用比較多的是結構光掃描法、雙目視覺測量法等，相對這些方法光度立體法具有成本低、結構簡單、對缺陷較為敏感的優勢，隨著相關技術的發展和日益成熟，這種檢測方法越來越廣泛的應用于工業生產的各個領域。然而，傳統的光度立體法需要保證被測零件在靜態條件下實現檢測，難以實現在線檢測。因此，開發一種能夠應用于生產線的在線光度立體法具有重要的應用價值。

發明內容

本發明設計了一種基于光度立體法實現的在線表面缺陷檢測方法，在檢測過程中被測零件可以在流水線中運動，可以快速獲取零件表面曲率圖(包括零件的表面的二維和三維信息)，通過圖像處理算法可以提取缺陷信息。本發明采取以下技術方案：

一種基于光度立體法的在線表面缺陷檢測方法，所采用的裝置由相機，傳送帶和光源三部分構成，檢測過程中，零件隨傳送帶持續運動，當到達檢測區域，分布于檢測區域四周的光源循環亮起，同時相機同步拍攝不同方向光源照明情況下的圖片，在整個過程中零件隨傳送帶持續運動，拍攝不同圖片的過程中，零件位置發生了移動，表面缺陷檢測步驟包括：

1)通過提取邊緣信息制作模板，根據模板匹配實現多張圖片中零件位置的統一，以滿足后續光度立體法解算的前提條件；

2)通過光度立體法恢復不同工位下的零件表面梯度、曲率信息；

3)依次通過二值化、邊緣檢測、連通域檢測特征提取手段提取零件表面缺陷，并根據閾值進行初步篩選以判斷待測零件加工質量是否合格。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：

(1)本發明實現零件表面缺陷在線檢測，高速便捷；

(2)本發明裝置結構簡單，可實現低成本檢測；

(3)本發明可以避免單一光源難以凸顯不同方向缺陷的問題，魯棒性更好。

(4)本發明可以避免傳統檢測方法可能會存在檢測不到缺陷信息的問題，有效地控制誤報率和漏檢率；

(5)本發明可以檢測零件表面劃痕、車刀紋等微小缺陷。

附圖說明

圖1是本發明所提到的零件表面缺陷檢測結構圖。

圖2是本發明涉及的圖像處理流程圖。