一种物体表面划痕检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种物体表面划痕检测装置属于自动检测领域，特别是对物体表面划痕、褶皱等瑕疵方面的自动检测，可广泛应用在汽车生产、金属、漆面以及光学加工领域，尤其适用于对单一背景下物体表面的划痕瑕疵的精准检测。包括图像采集终端、划痕检测器和控制终端，划痕检测器分别与图像采集终端以及控制终端相连。本实用新型专利技术具有独立的处理功能，且体积小，可广泛应用在可移动环境，不受距离范围限制。

【技术实现步骤摘要】
一种物体表面划痕检测装置
本技术一种物体表面划痕检测装置属于自动检测领域，特别是对物体表面划痕、褶皱等瑕疵方面的自动检测，可广泛应用在汽车生产、金属、漆面以及光学加工领域，尤其适用于对单一背景下物体表面的划痕瑕疵的精准检测。
技术介绍
物体表面划痕检测一直是生产过程中质量检测的重要环节。目前多数表面划痕检测还处在传统的人工领域，利用人眼视觉来判断，没有一定的标准，具有一定的主观性和随机性。因此不能得到精确的检测结果。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述不足之处提供一种物体表面划痕检测装置，采用图像采集终端对LED环形闭光环境下的物体进行图像数据采集后，经过划痕检测器识别出物体表面的瑕疵部分，同时依据所检测出的划痕面积大小进行不同级别的报警提示，同时将划痕信息发送到控制终端进行显示。本技术是采取以下技术方案实现的：物体表面划痕检测装置包括图像采集终端、划痕检测器和控制终端，划痕检测器分别与图像采集终端以及控制终端相连；所述图像采集终端包括工业相机和闭环光源控制器，闭环光源控制器为工业相机提供亮度补偿，确保得到亮度一致的图像；在图像采集终端与划痕检测器之间设有A/D转换器，将模拟图像转换为数字图像；所述划痕检测器采用DSP处理器；所述控制终端为交互式终端，包括微处理器、输入设备和显示设备，微处理器分别与输入设备以及显示设备相连。所述微处理器采用单片机。所述输入设备采用键盘，通过键盘将指令通过微处理器传送到划痕检测器，从而设置划痕检测器的复位与输出方式。所述显示设备采用液晶显示器，可以实时动态显示划痕参数化信息面积、大小和位置等信息，通过与输入设备的配合对显示划痕进行放大和截取。在划痕检测器上还设有报警器，报警器与DSP处理器的输出端相连。为了匹配控制终端的图像采集与划痕检测器的高速DSP处理器之间速度不匹配的矛盾，在DSP处理器与采集设备的视频解码器之间采用双缓冲机制，采用两片大容量高速静态随机存储器IS64LV51216作为缓冲，视频解码器向一片SRAM写入视频数据、DSP处理器向另外一片SRAM读数据处理。所述闭环光源控制器采用MSU-10光源控制器，通过MSU-10光源控制器的反馈式光源亮度控制系统，形成LED闭环光源控制下的图像采集终端，可适应光源亮度的局部小范围波动，自动进行亮度补偿，确保得到亮度一致的图像。所述DSP处理器采用TMS320VC5402芯片。所述液晶显示器采用点阵式MGLS12864-LCD显示模块。所述大容量高速静态随机存储器SRAM为IS64LV51216。所述报警器采用声光报警器，采用74LS122单稳态触发器、蜂鸣器和LED报警灯为主要组成部件。物体表面划痕检测装置的检测方法，包括如下步骤：1）图像采集终端在LED闭环光源控制下采集得到亮度一致的所要检测的物体表面信息，发送到划痕检测器，得到待检测的数字图像；2）划痕检测器对步骤1）得到的数字图像进行实时检测与分割划痕，同时将结果输出到液晶显示器；具体的检测分割步骤如下，2-1）DSP处理器通过7*7像素的窗口对步骤1）得到的数字图像进行平滑均值滤波处理，在保护图像边缘信息的前提下，去除噪声；2-2）采用Prewitt方法对经过2-1）进行滤波处理后的图像进行边缘处理，突出背景与划痕的灰度变化，同时确保划痕的整体连续性；2-3）通过鲁棒性灰度直方图方法选取动态阈值，对步骤2-3）经过边缘处理的图像进行图像分割；通过逐渐增大的高斯滤波器对直方图进行进行卷积平滑处理，从而得到直方图中两个唯一的最大值和最小值作为分割的阈值，避免因直接使用灰度直方图带来的随机波动性问题；2-4）对经过步骤2-3）分割后的区域通过深度优先法提取连通区域，反复搜索第一个未被处理的行程，在上下相邻领域中判断交叠区域；2-5）为了避免区域中不相干的干扰部分，通过面积形态学方法，采用闵可夫斯基加法与膨胀法将步骤2-4）得到的连通区域扩大，将包含划痕的几个独立的区域合并为一个完整的连通区域；并按预设的面积大小规则，将一定范围内的区域选择出来，依据面积大小，划分划痕种类；2-6）将步骤2-4）得到的连通区域进行腐蚀处理，通过半径为4像素的圆形区域腐蚀划痕区域，便于可视化显示；3）划痕检测器将检测分割后的结果输出到液晶显示器，在液晶显示器上实时动态显示划痕参数化信息面积、大小和位置信息。所述划痕种类包括点划痕、线划痕和面划痕等。在划痕检测器上设置的报警器接收来自划痕检测器的信号，对不同划痕种类进行告警提示。用户通过快捷键盘设置划痕检测器的复位与输出方式，对液晶显示器上显示的划痕进行放大和截取。所述腐蚀就是用结构元素在原有图像上比对，相同的留下，不同的去除。本技术物体表面划痕检测器具有独立的处理功能，且体积小，可广泛应用在可移动环境下，对产品表面瑕疵质量检测方面，不受距离范围限制。同时通过对硬件部分的拓展，也可适用于大型工业下物体表面如钢材、漆面木材、墙面等的划痕检测。尤其适用于对单一背景下物体表面的划痕瑕疵的精准检测，对于产品表面质量检测具有重要意义。附图说明以下将结合附图对本技术作进一步说明：图1是本技术的结构原理框图；图2是本技术的图像采集终端的结构实施例图；图3是本技术的DSP处理器芯片的存储接口图；图4是本技术的报警器的控制原理图；图5是本技术的液晶显示器与微处理器之间的连接实施例图；图6是本技术的输入设备采用键盘时的实施例图；图7是本技术的使用原理框图。具体实施方式参照附图1，本技术物体表面划痕检测装置包括图像采集终端、划痕检测器和控制终端，划痕检测器分别与图像采集终端以及控制终端相连；所述划痕检测器采用TMS320VC5402DSP处理器；所述控制终端为交互式终端，包括微处理器、输入设备和显示设备，微处理器分别与输入设备以及显示设备相连。所述微处理器采用单片机，所述单片机可以采用W78E58单片机。所述输入设备采用键盘，通过键盘将指令通过微处理器传送到划痕检测器，从而设置划痕检测器的复位与输出方式。所述显示设备采用液晶显示器，可以实时动态显示划痕参数化信息面积、大小和位置等信息，通过与输入设备的配合对显示划痕进行放大和截取。在划痕检测器上还设有报警器，报警器与DSP处理器的输出端相连。图2所示，在图像采集终端与划痕检测器之间设有A/D转换器，将模拟图像转换为数字图像；所述图像采集终端包括工业相机和闭环光源控制器，闭环光源控制器为工业相机提供亮度补偿，确保得到亮度一致的图像；所述闭环光源控制器采用MSU-10光源控制器，通过MSU-10光源控制器的反馈式光源亮度控制系统，形成LED闭环光源控制下的图像采集终端，可适应光源亮度的局部小范围波动，自动进行亮度补偿，确保得到亮度一致的图像，工业相机采用1/2CCD相机，镜头f25mm。图3所示，DSP处理器TMS320VC5402芯片具有较好处理速度，具有三个可配置的视频接口，可以和视频输入、输出实现无缝对接，具有64位的外部存储器接口，可方便扩充，以适应大容量视频数据的存储，同时应用芯片IS64LV51216扩充了数据段，用SST39VF200A扩充代码段存储器，提高数据处理速度与执行效率，从而提高处理检测效率。报警器对于检测到有划痕质量不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体表面划痕检测装置，其特征在于：包括图像采集终端、划痕检测器和控制终端，划痕检测器分别与图像采集终端以及控制终端相连；所述图像采集终端包括工业相机和闭环光源控制器，闭环光源控制器为工业相机提供亮度补偿，确保得到亮度一致的图像；在图像采集终端与划痕检测器之间设有A/D转换器，将模拟图像转换为数字图像；所述划痕检测器采用DSP处理器；所述控制终端为交互式终端，包括微处理器、输入设备和显示设备，微处理器分别与输入设备以及显示设备相连。

【技术特征摘要】
1.一种物体表面划痕检测装置，其特征在于：包括图像采集终端、划痕检测器和控制终端，划痕检测器分别与图像采集终端以及控制终端相连；所述图像采集终端包括工业相机和闭环光源控制器，闭环光源控制器为工业相机提供亮度补偿，确保得到亮度一致的图像；在图像采集终端与划痕检测器之间设有A/D转换器，将模拟图像转换为数字图像；所述划痕检测器采用DSP处理器；所述控制终端为交互式终端，包括微处理器、输入设备和显示设备，微处理器分别与输入设备以及显示设备相连。2.根据权利要求1所述的物体表面划痕检测装置，其特征在于：所述微处理器采用单片机。3.根据权利要求1所述的物体表面划痕检测装置，其特征在于：所述输入设备采用键盘，通过键盘将指令通过微处理器传送到划痕检...

【专利技术属性】
技术研发人员：王想实，叶晓霖，李萍，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32