[發明專利]一種面向小型管件表面缺陷檢測的圖像展開拼接方法及系統

有效

• 申請號: 202110051552.5
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112767249B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 楊寧祥;劉桂雄;梁敏健;戚政武;何彬媛;陳英紅;蔡柳依婷;陳建勛;李繼承;林曉明
• 申請（專利權）人: 廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院;華南理工大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

本發明公開了一種面向小型管件表面缺陷檢測的圖像展開拼接方法及系統，包括：在小型管件的前方、后方、左方、右方分別安裝檢測相機，用于采集小型管件側面圖片；建立小型管件圖像展開模型，描述圖像展開前與圖像展開后坐標關系；均分小型管件圓柱體橫截面圓心角并計算圓心角對應的弧長，進而計算得到小型管件表面沿母線展開前與展開后像素坐標；分別求得小型管件展開前世界坐標?像素坐標間轉換關系、展開后世界坐標?像素坐標間轉換關系，從而求得小型管件展開前像素坐標?展開后像素坐標轉換關系；采用相鄰點雙線性插值對展開后小型管件表面圖像進行補全，使用展開后的小型管件表面圖像進行圖像拼接。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，尤其涉及一種基于機器視覺圖像處理的小型管件表面缺陷檢測圖像的展開拼接方法及系統。

背景技術

小型管件是當前工業生產中常見的運輸元件，由于其適用范圍廣、生產數量大、使用高頻高，其質量品質問題也引起工業界廣泛關注。小型管件的表面缺陷主要有裂紋、氣孔、分層等，這些缺陷可能導致管件傳輸介質的泄漏、爆炸等安全事故。為有效檢測小型管件的表面缺陷，工業生產上通常采用熒光滲透檢測法。但由于該方法需要人工識別滲透處理后的顯像缺陷，無損檢測技術工人需要手動翻轉小型管件，從而能完整檢查小型管件側壁全表面，還需借助軟尺等工具測量缺陷長度。因此，如何用機器視覺的方式完整呈現管件測表面圖像，從而方便做后續圖像處理，的減少人工成本，提高小型管件表面缺陷檢測效率就成了亟待解決的問題。

面向小型管件表面缺陷檢測的圖像展開與拼接系統，主要包含圖像采集裝置、管件表面展開與拼接方法。圖像采集系統如專利申請號：CN111678865A等，使用導向機構搭配三臺不同角度的相機，實現產品外觀在線質量檢測。管件表面展開與拼接方法如專利CN106504196A、CN111260539A等，采用球面展開模型、特征匹配拼接方法實現對曲面成像表面的展開與拼接。

上述具體專利對比文件為：

1)、“基于深度自學習的外觀在線質量檢測系統的圖像采集裝置”，專利號CN111678865A。該發明涉及一種基于深度自學習的外觀在線質量檢測系統的圖像采集裝置，包括拱形的光源罩，光源罩的底部空間為煙包外觀拍攝區域，煙包外觀拍攝區域的一側為煙包進口，另一側為煙包出口，煙包進口處設有煙包進入導向機構，煙包出口處設有煙包出去導向機構，煙包進口處設有第一相機，煙包出口處設有第二相機，光源罩的側面設有第三相機。本裝置的光源設置以及相機的布局角度，有效解決反光問題。主光源入口導向、煙包進入導向機構，煙包出去導向機構，均提高了煙包通過檢測區域的穩定性，提高了監測正確率。本裝置結構一體化便于安裝及維護，整體結構通用性強，適用各種規格傳輸跑道。檢測準曲率高，設備穩定性佳。本發明的管件拍攝裝置與上述不同，為完整拍攝管件側面缺陷檢測圖片，四臺相機需均勻分布在管件周圍四個不同方位。為實現管件側表面展開、拼接，還需保證相機與管件表面距離相等，且處于同一水平面上

2)、“一種基于空間球面的全景視頻拼接方法及設備”，專利號CN106504196A。該專利提供了一種基于空間球面的全景視頻拼接方法及設備。該專利通過將視頻中的一幀圖像映射到空間球面，以獲得對應的空間球面圖像，再確定出一幀視頻中每一相鄰的兩幅平面圖像或空間球面圖像對應的至少兩組特征點對，得到特征點對在空間球面的位置。根據該位置關系，對每一幀進行位置配準，避免了將平面圖像展開為平面經緯圖時引入的畸變，使得配準結果更加準確。最后將每一幅配準后的空間球面圖像展開為對應的平面經緯圖，對每一幅平面經緯圖進行拼接得到對應一幀視頻的全景圖像，實現了將視頻中的每一幀視頻中的所有平面圖像準確地展開拼接為全景圖像。本發明的小型管件展開與拼接方式與上述發明不同。本發明是通過建立小型管件展開模型，細分按相機光軸相交形成的圓心角得到特征點，進而推導展開前后特征點像素坐標與世界坐標之間關系，進而得到管件側面展開圖。