[發明專利]一種工業流水線產品瑕疵檢測方法

在審

• 申請號: 202110503947.4
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113177924A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王栗;彭瑋;徐一鳴;華亮
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187;G01N21/88;G06K9/38;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 任志艷

本發明公開了一種工業流水線產品瑕疵檢測方法，包括如下步驟：采集產品瑕疵圖像，形成產品瑕疵圖像數據集；把產品瑕疵圖像數據集分為訓練集、驗證集和測試集；對VGG16網絡模型進行訓練、驗證和測試，形成訓練好的VGG16網絡模型；對有瑕疵的產品圖片采用SSD檢測算法對特征進行提取，完成產對產品瑕疵的分類；在保證產品質量合格性的同時提高工業制造中帶孔工件的檢測效率，促進其生產率。

技術領域

本發明涉及機器視覺技術領域，尤其是一種工業流水線產品瑕疵檢測方法。

背景技術

隨著經濟的蓬勃發展和社會的進步，制造業取得了迅猛發展。隨著個人和社會需求的增加，生活中用到的絕大部分產品，都需要在一定規模的生產線上進行生產，因此工業產品生產自動化已是大勢所趨。但是在流水線產品生產的過程中，不可避免的會產生有瑕疵的產品，如工件表面缺陷。因此，在這個過程中一個必不可少的重要環節便是產品質量是否合格的檢測。及時檢測出其中不合格的產品，不僅能保證產品的安全和質量，而且有利于生產效率的大大提高。

目前，現有的檢測方法一般有人工檢測和機器視覺檢測兩種，傳統的人工檢測方法，通過觀察來判斷目標產品和真正的產品之間的差異,并手動消除不合格產品。這種方法已經不能滿足規模越來越大的生產線，隨著生產線產量的增加，產品數量增多，檢查人員進行長時間的高強度工作，隨著時間的增加逐漸導致視覺疲勞，容易產生判斷失誤；而且檢查人員判斷產品是否合格僅憑經驗，沒有一個統一標準，導致產品質量參差不齊；此外，有些對精確度要求很高的產品，僅憑人工簡單操作很難達到產品的質量要求，需要大量的時間進行檢測，這就降低了生產效率，也增加了成本，甚至還有一些不適合人類操作的危險環境。

目前仍有大量流水線使用人工檢測的方法來檢測產品瑕疵，由于人工檢測具有上述一系列的不足，因此迫切需要向全社會各類生產線進行技術的更新換代，即使用機器視覺檢測瑕疵的方法來取代傳統的人工檢測。

如今的機器視覺技術逐漸趨于自動化、智能化，可以完成更多的功能。該技術融合了數字圖像處理技術、控制技術、機械工程技術、傳感器技術等，因此可以在制造業和工業生產中承擔更多的檢測任務，而且具有檢測速度快，檢測進度高等一系列的優點，在有限的時間內完成更多工作，極大地提升了制造業水平。

發明內容

發明目的：針對在流水線產品生產過程中，對產品的人工檢測技術存在速度慢、精度低、沒有統一標準等不足，本發明旨在利用機器視覺實現對產品表面瑕疵實現快速和精確的檢測。

為實現上述發明目的，本發明提出了一種工業流水線產品瑕疵檢測方法，具體包括如下步驟：

步驟1，采集產品瑕疵圖像，形成產品瑕疵圖像數據集。

利用工業相機拍攝不同種類產品瑕疵圖像，獲取瑕疵產品表面圖像。對瑕疵產品采用平移、旋轉、錯切等方式產生更多的產品瑕疵圖像，以產生更多的訓練數據，使數據擴增；所述的瑕疵包括裂紋、劃痕、麻坑和砂眼。

步驟2，用labellmg工具進行標簽制作，把產品瑕疵圖像數據集分為訓練集、驗證集和測試集；對VGG16網絡模型進行訓練、驗證和測試，最后形成訓練好的VGG16網絡模型。

步驟3，對待測產品瑕疵圖像進行采集并預處理；預處理包括圖像增強、直方圖均衡化以及圖像平滑濾波。

圖像的對比度通過直方圖均衡化方法可以增強，并達到灰度均衡的目的；

圖像平滑濾波主要是處理圖像中摻雜進的噪聲，減少噪聲以達到提高圖像質量的目的。圖像平滑濾波包括高斯濾波法、均值濾波法和中值濾波法，優選的，本發明采用中值濾波，均值濾波和高斯濾波易造成細節模糊，而中值濾波處理的圖像保留邊緣細節較為清晰，模糊程度也最小，總體效果最好。

步驟4，對預處理后的圖像進行圖像閾值分割，得到二值圖像。