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(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210437881.8 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 镇江亿诺伟视智能科技有限公司 地址 212000 江苏省镇江市新区丁卯经十 五路99号30幢317室 (72)发明人 张千 蒋攀 孙智权 (74)专利代理 机构 江苏德耀知识产权代理有限 公司 32583 专利代理师 李刚 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/95(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 5/00(2006.01)G06T 5/20(2006.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种回转曲面电镀件表面缺陷的检测系统 及方法 (57)摘要 本发明提供了一种回转曲面电镀件表面缺 陷的检测系统及方法, 首先通过对待检测电镀面 的曲面形状分析以及反射光线光路分析, 保证光 源发出的光线经电镀曲面反射后到达相机光学 中心, 以减少镜面反射带来的局部高光消除; 然 后结合图像处理技术能够实现对回转曲面电镀 件的外观检测, 构建利用空间域和值域信息的折 中滤波方式对原始图像进行处理, 保护边缘信息 的同时降低非边缘点对特征提取造成的影 响, 基 于缺陷边缘与其他区域间灰度值不连续特性, 用 局部化检测窗口检测不同区域间的边缘, 实现消 除残余反射高光干扰。 最大化消除了待测电镀面 镜面反射产生高光淹没缺陷信息的情况, 极大提 升了电镀件的缺陷检测准确率。 权利要求书6页 说明书13页 附图2页 CN 114755236 A 2022.07.15 CN 114755236 A 1.一种回转曲面电镀件表面缺陷的检测系统, 其特征在于, 包括图像采集装置、 照明装 置、 图像采集卡、 编码 器、 信号传感器、 计算机; 图像采集装置与照明装置根据离轴照明理论 以及反射定律进行计算建模后设计, 并根据光源阵列曲面的形状确定摆放位置; 通过编码 器发出的脉冲信号数字变频后触发图像采集装置进行图像采集, 采集结束后通过图像采集 卡转换为数字信号并进行压缩后传送至计算机的存储系统中; 编码器设有转动辊, 被测电 镀件通过转动辊运动一周由图像采集装置采集全景图像。 2.根据权利要求1所述的一种回转曲面电镀件表面缺陷的检测系统, 其特征在于, 照明 装置为LED阵列光源。 3.一种回转曲面电镀件表面 缺陷的检测方法, 其特 征在于, 主 要包括以下步骤: S1、 设计曲面阵列离轴光源: 采集均匀漫散光进行照明的方法, 通过对待检测电镀面的 曲面形状分析以及反射光线光路分析, 根据离轴照明理论以及反射定律进 行计算建模后设 计出曲面阵列离轴光源; S2、 采集回转电镀件的图像: 通过在待检测回转曲面电镀件的回转轴线上设置夹具, 并 保证待测电镀件在转动辊按照一定频率转动时绕回转轴线旋转, 旋转编码器进行输出脉冲 计数, 通过 数字变频法的相机触发机制以触发相机采集图像; S3、 对原始图像进行预处理: 构建利用空间域和值域信息的双边滤波对原始图像进行 处理, 并利用非最大值抑制和滞后阈值化抑制错误边缘, 保护边缘信息, 以降低非边缘点对 特征提取造成的影响, 实现回转 曲面获取图像的降噪和畸变校正, 同时基于基板图像特征 匹配和补偿因子推算实现光照均匀化; S4、 提取缺陷特征: 基于最大类间方差法 改进的滞后阈值处理, 利用缺陷边缘与其他区 域间灰度值不连续特性, 用局部化检测窗口检测不同区域间的边缘, 实现消除部分高光干 扰的同时捕获到缺陷边 缘信息; S5、 完成回转曲面电镀件表面 缺陷的检测。 4.根据权利要求3所述的一种回转曲面电镀件表面缺陷的检测方法, 其特征在于, S1中 设计曲面阵列离轴光源的具体步骤为: 将半圆柱形电镀件建模为具有恒定半径的圆柱体, 数学模型中回转半径变量设置为恒定, 且待检测面具有镜面反射特性, 在数学模型中遵循 几何光学定律, 假设P点为待检表 面的一般点, 其位置由三个参数(X,Y,Z)表 示, 三个参数分 别表示圆柱体半径、 沿圆柱体轴的坐标以及围绕圆柱体轴的角度, 则点P可以表示为具有两 个变量的已知函数: P( α,y)= ilx+jly+klz=ilRsinα +jly+Rklcosα (1) 而P点处所对应的法向单位向量可表示 为: 为保证相机视场范围内的图像信 息都能够清晰成像, 被检测表面反射的光线须到达相 机的光学中心T。 因此光源所发出的光线经 过P点反射后的方向q可表示 为:权 利 要 求 书 1/6 页 2 CN 114755236 A 2同时, q可根据反射定律表达为: 式(4)中, n代表P点处的法线方 向向量; xl代表P点处的切 线方向向量; β 表示光线在P点 处的反射角。 s表示光源所发出光线到 达被测表面 点P时的方向, 由反射定律可表达为: 由(4)(5)两式可 得: 据反射定律, P点法向 向量n与反射方向q的乘积与反射角 β 关系为: 由式(6)(7)联合可 得: 再由同样的计算方式可表示出LED阵列光源上发射 光线Ps处的光线方向信息: ‑s=‑xlssinσ +nscosσ (9) 式(9)(10)中, i表示 光源中点Ps处的切向 向量; ns表示 光源中点Ps处的法向 向量; 同上式(6)(7)有: 权 利 要 求 书 2/6 页 3 CN 114755236 A 3
专利 一种回转曲面电镀件表面缺陷的检测系统及方法
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