[發明專利]一種基于線激光掃描及機器視覺的零件表面缺陷檢測方法

在審

• 申請號: 202011125464.7
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112304954A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張周強;劉永治;胥光申;郭忠超;周玲
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種基于線激光掃描及機器視覺的零件表面缺陷檢測方法，具體包括如下步驟：步驟1，對相機進行標定，獲取相機的內外參數,并拍攝一張無激光照射下的圖像作為參照圖像；步驟2，利用圖像采集系統采集圖像；步驟3，對圖像依次進行高斯濾波、圖像差分、高斯平滑、條紋中心線提取、坐標轉換，得到待測零件表面的三維點云數據；步驟4，針對表面無缺陷的標準零件，執行步驟1～3的操作，獲得表面無缺陷的標準零件的三維點云數據圖像；步驟5，將步驟3得到的數據與步驟4得到的數據進行做差，取差值的絕對值，將所得該絕對值與設定的閾值之間進行比較，判斷待測零件表面是否存在缺陷。本發明能夠對零件表面進行準確、高效的檢測。

技術領域

本發明屬于機器視覺技術領域，涉及一種基于線激光掃描及機器視覺的零件表面缺陷檢測方法。

背景技術

零件表面缺陷的檢測是保證其使用安全的重要技術手段，當零件表面存在缺陷時，如不及時發現，將會影響機器的生產質量和生產效率，造成不可估量的損失，更有甚者，會威脅到人的生命安全。傳統的人工檢測的方法是通過人工對零件進行缺陷檢查的，該方法工作量大、效率低下。而且在人工檢測的過程中，由于檢測人員的技術素質和經驗參差不齊，所以判別零件是否有缺陷也會因人而異。同時人工檢測的主觀性較強，很容易出現漏檢、誤檢的現象。

機器視覺是利用工業相機CCD來取代人眼做檢測的一種現代化檢測技術，通過工業相機CCD對被測物體進行圖像處理，將圖像信息轉化為數字信號，再從其中提取所需的特征，從而實現對被檢測物體狀態的檢測，并利用線激光進行缺陷的定位和深度的確定。目前機器視覺技術已被廣泛應用在眾多領域，并在其中扮演越來越重要的角色。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于線激光掃描及機器視覺的零件表面缺陷檢測方法，采用該方法能夠對零件表面進行準確、高效的檢測。

本發明所采用的技術方案是，一種基于線激光掃描及機器視覺的零件表面缺陷檢測方法，具體包括如下步驟：

步驟1，對相機進行標定，獲取相機的內外參數,并拍攝一張無激光照射下的圖像作為參照圖像；

步驟2，利用圖像采集系統采集圖像；

步驟3，對圖像依次進行高斯濾波、圖像差分、高斯平滑、條紋中心線提取、坐標轉換，得到待測零件表面的三維點云數據；

步驟4，針對表面無缺陷的標準零件，執行步驟1～3的操作，獲得表面無缺陷的標準零件的三維點云數據圖像；

步驟5，將步驟3得到的數據與步驟4得到的數據進行做差，取差值的絕對值，將所得該絕對值與設定的閾值之間進行比較，根據比較結果，判斷待測零件表面是否存在缺陷。

本發明的特點還在于，

步驟1中的相機標定的具體過程如下：

用相機拍攝10-20張棋盤的圖像，用opencv自帶的角點檢測函數，檢測每一張圖片含有的角點個數，對比角點坐標的三維坐標和像素坐標，完成相機的標定過程，標定結果包括相機的內參數矩陣，畸變系數以及每一幅圖像的旋轉向量和平移向量。

步驟2中，圖像采集系統包括帶動零件做勻速運動的移動位移平臺，移動位移平臺上放置有待測零件，待測零件的正上方設有CCD工業相機，待測零件的斜上方設有線激光發射器，CCD工業相機依次連接計算機和單片機。

步驟3中，高斯濾波的具體過程如下：

用一個模板掃描圖像中的每一個像素，用模板確定的鄰域內像素的加權平均灰度值去替代模板中心像素點的值。

步驟3中，圖像差分的具體過程如下：

步驟a，遍歷圖像像素點，將圖像中的每一個像素點的R、G、B分

離出來；