[發明專利]一種基于Zernike矩的熱電偶質量檢測方法

有效

• 申請號: 202110045898.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112785563B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 玄玉波;趙增君;何群山;杜文聰;俞馮寧
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/764;G06V10/77;G06V10/774;G06K9/62;G06F17/16
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發明屬于缺陷檢測技術領域，具體涉及一種基于Zernike矩的熱電偶質量檢測方法，包括：采集熱電偶的圖像并進行預處理，將預處理后圖像的Zernike矩作為特征，將特征進行定維映射和主成份分析后進行機器學習訓練得到檢測模型，用得到的模型對待檢測的熱電偶進行合格和不合格的分類檢測，有效自動識別熱電偶焊接成形缺陷，克服人工檢測的耗費人力大，時間長，檢測精度易受主觀影響的缺點。

技術領域

本發明屬于缺陷檢測技術領域，具體涉及一種基于Zernike矩的熱電偶質量檢測方法。

背景技術

熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，廣泛應用于汽車、電力、冶金、化工、制藥等行業。熱電偶測量端通常是焊接而成，焊接質量直接影響熱電偶測溫的準確性。合格的焊接測量端應焊接牢固，呈球形，表面光滑且具有金屬光澤，無氣孔、雜質、裂紋等缺陷。然而，在焊接過程中會有焊接工藝不穩定等客觀因素而導致漏焊、虛焊、焊點變形等情況的存在，因此，需要對熱電偶測量端進行焊接的缺陷檢測。

當前檢測手段仍然為人工目視檢測，檢測精度受檢測人員工作經驗、情緒、視覺疲勞等人為因素的影響，且人工成本逐年上升，使得使用機器自動檢測熱電偶缺陷的需求愈加迫切。而自動化熱電偶質量檢測的核心是基于機器視覺的缺陷檢測算法。由于工業生產中，對產品的質量要求較高，而熱電偶的焊接缺陷合格品與不合格品差異不大，使得熱電偶的自動檢測方法成為當前缺陷檢測行業的難點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于Zernike矩的熱電偶質量檢測方法，有效自動識別熱電偶焊接成形缺陷，克服人工檢測的耗費人力大，時間長，檢測精度易受主觀影響的缺點。

本發明是這樣實現的，

一種基于Zernike矩的熱電偶質量檢測方法，該方法包括：采集熱電偶的圖像并進行預處理，將預處理后圖像的Zernike矩作為特征，將特征進行定維映射和主成份分析后進行機器學習訓練得到檢測模型，用得到的模型對待檢測的熱電偶進行合格和不合格的分類檢測，具體包括：

步驟1，建立熱電偶數據集，將數據集中的圖像標注為合格品與不合格品兩類，對每一個熱電偶圖像進行預處理，包括定位、區域裁剪、圖像去噪、增強等，然后進行20階Zernike矩的計算，包括：

Zernike徑向多項式：

一個輸入圖像的Zernike矩的獲得始于Zernike徑向多項式的計算，首先定義徑向多項式R_n,m(ρ)：

其中0≤ρ≤1，ρ是圖像中從原點到點(x，y)的半徑，稱為極半徑，θ是半徑ρ和x 軸的夾角，稱為極角，0≤θ≤2π，其中，徑向多項式系數

n為階數，m為角頻，n是非負正整數，m是整數，且滿足n-|m|為偶數，|m|＜n， s為[0-(n-|m|)/2]的整數；

由Zernike徑向多項式得到Zernike多項式：

使用Zernike徑向多項式R_n,m(ρ)構成Zernike多項式V_nm(x,y)，為一組定義在復數域單位圓x²+y²＝1上的復多項式：

V_nm(x，y)＝R_nm(ρ)cos(mθ)+jR_nm(ρ)sin(mθ)

其中，是像素(x，y)到原點的長度，θ＝tan^-1(y/x)是向量ρ和x軸夾角；

求取Zernike多項式的Zernike矩：