[發(fā)明專利]三維物體表面缺陷檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110390016.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113096094A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都市覽圖科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/11;G06T7/73;G06T17/20;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發(fā)明公開(kāi)了一種三維物體表面缺陷檢測(cè)方法，包括：利用被檢測(cè)物體的圖像數(shù)據(jù)集訓(xùn)練得到目標(biāo)分割模型；利用目標(biāo)分割模型對(duì)被檢測(cè)物體區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)分割，以及實(shí)時(shí)重建被檢測(cè)物體，得到被檢測(cè)物體的點(diǎn)云模型；進(jìn)行姿態(tài)估計(jì)，得到被檢測(cè)物體在相機(jī)坐標(biāo)系中的位姿；計(jì)算三維模型上每個(gè)點(diǎn)的法向量，基于法向量的相似度對(duì)三維模型進(jìn)行表面拆分，得到表面集、表面集對(duì)應(yīng)的平坦程度集以及表面集在相機(jī)坐標(biāo)系中的位姿集；對(duì)表面集進(jìn)行柵格化處理，得到被檢測(cè)物體表面缺陷檢測(cè)路徑；按照缺陷檢測(cè)路徑，對(duì)被檢測(cè)物體表面進(jìn)行缺陷檢測(cè)。本發(fā)明有效的克服了無(wú)法通過(guò)一次掃面即獲取到物體所有表面信息的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的圖像缺陷檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維物體表面缺陷檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

工廠的無(wú)人化，智能化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)拆垛、自動(dòng)碼垛、自動(dòng)上下料、自動(dòng)加工等工序已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)高的智能化程度，但是質(zhì)量檢測(cè)還存在需要大量人力投入的問(wèn)題，特別是形狀復(fù)雜的物體的外觀檢測(cè)、以及尺寸較大的物體的外觀檢測(cè)都需要大量人力投入，例如在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域中，對(duì)汽車表面噴漆完成后常常人工進(jìn)行檢測(cè)，少部分自動(dòng)化產(chǎn)線同過(guò)機(jī)械臂搭載攝像頭按照固定線路進(jìn)行檢測(cè)，存在柔性很低的問(wèn)題，嚴(yán)重制約了小批量產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，在貨車、客車、機(jī)床、船舶、飛機(jī)、火車等工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中的自動(dòng)化程度更低，表面缺陷檢測(cè)都依靠人工完成，為了提高產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量和品質(zhì)，如何依靠?jī)x器設(shè)備自動(dòng)完成復(fù)雜三維物體表面的缺陷檢測(cè)是一個(gè)比較迫切的問(wèn)題。

目前，常見(jiàn)的幾種復(fù)雜三維表面缺陷檢測(cè)方法包括：

方法1：依靠質(zhì)檢工人通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)、以及借助部分手持儀器完成檢測(cè)，

缺陷：該方法的一個(gè)典型缺點(diǎn)在于工人的技術(shù)水平、工作態(tài)度、身體狀態(tài)會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響，常常會(huì)存在局部區(qū)域漏檢的情況，因此，通常還會(huì)需要復(fù)檢、抽檢；

方法2：通過(guò)多個(gè)相機(jī)搭建復(fù)雜圖像采集系統(tǒng)，從多個(gè)角度拍攝被測(cè)物體，

缺陷：搭建檢測(cè)環(huán)境的成本較高，并且該檢測(cè)環(huán)境往往是為一種型號(hào)或者一種形狀的物體而搭建的，因此，該方法的柔性一般較差，同時(shí)要求物體的位姿相對(duì)固定，需要人工處理很多輔助性工作；

方法3：通過(guò)多個(gè)機(jī)械臂每次移動(dòng)到固定點(diǎn)位采集圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行固定點(diǎn)位的缺陷檢測(cè)

缺陷：以車架的焊接質(zhì)量檢測(cè)為例，該方法對(duì)每個(gè)車架的定位精度要求較高，并且每換一個(gè)車形都會(huì)需要重新設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)位，并且示教機(jī)械臂沿著一個(gè)特定的路徑移動(dòng)到目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)位，同時(shí)每個(gè)機(jī)械臂的位置固定，所以一臺(tái)車通常至少需要4個(gè)機(jī)械臂才能完成檢測(cè)，機(jī)械臂的利用效率比較低，柔性差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的復(fù)雜三維表面缺陷檢測(cè)中柔性差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了解決上述問(wèn)題的一種三維物體表面缺陷檢測(cè)方法。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種三維物體表面缺陷檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟S1，利用被檢測(cè)物體的RGB圖像數(shù)據(jù)集訓(xùn)練得到目標(biāo)分割模型；

步驟S2，采集被檢測(cè)物體多個(gè)角度的圖像信息，利用所述目標(biāo)分割模型對(duì)被檢測(cè)物體區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)分割，以及實(shí)時(shí)重建被檢測(cè)物體，得到被檢測(cè)物體的點(diǎn)云模型；

步驟S3，基于被檢測(cè)物體的點(diǎn)云模型和三維模型進(jìn)行姿態(tài)估計(jì)，得到被檢測(cè)物體在相機(jī)坐標(biāo)系中的位姿；

步驟S4，計(jì)算所述三維模型上每個(gè)點(diǎn)的法向量，基于法向量的相似度對(duì)所述三維模型進(jìn)行表面拆分，得到表面集、所述表面集對(duì)應(yīng)的平坦程度集以及所述表面集在相機(jī)坐標(biāo)系中的位姿集；

步驟S5，對(duì)所述表面集進(jìn)行柵格化處理，得到所述被檢測(cè)物體表面缺陷檢測(cè)路徑；

步驟S6，按照所述缺陷檢測(cè)路徑，對(duì)被檢測(cè)物體表面進(jìn)行缺陷檢測(cè)。