[發明專利]便攜式表面缺陷一體化檢測裝置及表面缺陷自動檢測方法

有效

• 申請號: 202110507721.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113189005B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 張斌;李峰宇;張璇;彭文斌;劉曉強;田勇志;楊珂;吳爽
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/88
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田磊

本申請實施例公開了一種便攜式表面缺陷一體化檢測裝置及表面缺陷自動檢測方法，屬于表面缺陷檢測技術領域，該裝置包括:機械支撐固定單元、控制單元、圖像采集單元、照明單元、輸出單元，該方法包括：缺損檢測網絡模型和裂紋檢測網絡模型，缺損檢測網絡模型用于對圖像進行缺損特征提取、分類和缺陷標記，并輸出帶有缺損標記的圖像；裂紋檢測網絡模型用于對圖像進行裂紋特征提取、分類和缺陷標記，并輸出帶有裂紋標記的圖像，該方法可以提高具有復雜背景和低灰度對比的表面缺陷的檢出效果，實現對表面缺損缺陷和表面裂紋缺陷的快速準確檢測。

技術領域

本申請涉及表面缺陷檢測技術領域，尤其涉及一種便攜式表面缺陷一體化檢測裝置及表面缺陷自動檢測方法。

背景技術

工業產品在生產過程中，由于生產環境及生產工藝的限制，表面會產生不同程度的質量問題，表面缺陷是最為常見的一種質量問題，例如類陶瓷體產品生產中出現的表面破損、裂紋、劃傷等缺陷，均是造成產品不合格的主要因素。如果不能對表面存在缺陷的產品進行及時檢查并剔除，在后續使用的過程中就會存在很大的安全隱患，甚至導致危險性高和破壞性大的事故，造成巨大的經濟效益損失。正因為如此，在出廠之前需要對每一個產品進行高精度的快速檢測，在保證產能的基礎上確保所有生產的產品都能夠滿足其技術指標。

目前，市場中可用于表面缺陷檢測的機器視覺產品主要有二維圖像傳感器和三維輪廓傳感器兩種類型，且大部分視覺傳感設備都被國外壟斷，基于2D相機的解決方案是在固定模式光源照明下進行灰度或彩色成像，然后進行圖像處理和分析，進行產品表面的缺損信息進行檢測，但是，當產品表面背景復雜，對比度低時，2D檢測方案對表面破損檢出率低，方案基本失效，3D解決方案較2D解決方案的優勢是其可以采集產品表面的深度和輪廓信息，有利于進行破損區域的提取，但是當使用它檢測微小物體的表面，即尺寸不大于10mm*10mm的細小裂紋時，由于其在x，y方向分辨率較低，且大部分裂紋沒有深度信息，裂紋數據會淹沒在周圍點云中，該方案無法解決微小裂紋的檢測，只能依靠2D解決方案協助解決，這樣就會造成視覺解決方案中設備成本過高，同時會造成機械傳輸機構的復雜度和空間尺寸同時增加，最終導致檢測方案的成本成倍增加，然而，市場上卻無一款可以同時檢測兩種缺陷的一體化檢測設備供用戶選擇，因此，亟需一款針對微小元件且能適應多種檢測任務的一體化檢測裝置和方法，實現對表面缺陷的快速準確檢測。

發明內容

本申請實施例的目的在于提出一種便攜式表面缺陷一體化檢測裝置及表面缺陷自動檢測方法，以解決上述現有技術中存在的技術問題。

為了解決上述技術問題，本申請實施例提供的便攜式表面缺陷一體化檢測裝置，采用了如下所述的技術方案：

一種便攜式表面缺陷一體化檢測裝置，包括：

機械支撐固定單元、控制單元、圖像采集單元、照明單元、輸出單元，所述機械支撐固定單元包括外殼、固定機構和濾光鏡片，所述固定機構用于固定所述圖像采集單元，所述控制單元包括控制端口，計算機通過控制端口，控制圖像采集單元進行圖像采集和控制照明單元進行照明，所述圖像采集單元包括相機和第一鏡頭，所述照明單元包括DLP數字光源和第二鏡頭，所述第二鏡頭為照明鏡頭，所述輸出單元包括數據端口，計算機通過數據端口獲取采集的圖像數據，其特征在于：

所述外殼靠近待檢測表面的一側設有開口，所述濾光鏡片貼合在所述外殼的內側，恰好能夠全覆蓋所述開口；

所述第一鏡頭能夠通過所述濾光鏡片和外殼開口，拍攝所述待檢測表面上的圖像；

所述DLP數字光源和第二鏡頭的鏡片呈垂直排布，且在所述照明單元為照明狀態時，所述DLP數字光源發出的照明光束能依次垂直穿過第二鏡頭的鏡片、濾光鏡片、外殼開口，并垂直照射在所述待檢測表面上。

進一步的，所述第一鏡頭可以為帶Scheimpflug傾斜調節機制的拍攝鏡頭。

進一步的，所述固定機構可以為U型固定機構。