一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法。本发明专利技术先对采集的水准泡原始图像进行中值滤波，针对车削空腔弧段采用固定阈值进行二值化，确定弧段感兴趣区域轮廓并进行摆正，利用最小二乘法分别将空腔上下弧段拟合成二次曲线并作差得到距离函数，计算距离函数的极值点横坐标。同时，在中值滤波图像中针对刻线采用固定阈值进行二值化并摆正及截取刻线部分的感兴趣区域，通过遍历每行刻线宽度的方法计算左右刻线宽度之差，再获取刻线间距中心点横坐标，与上述距离函数的极值点横坐标作差，得到中心距。最后，根据刻线宽度差和中心距评判被测件的合格性。本发明专利技术可替代人工对水准泡车削空腔缺陷进行在线检测，大幅提高检测效率和准确率，同时也减少了人力成本，能够适用于工业大规模生产。

A cavity defect detection method for level bubble turning based on image processing

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法
本专利技术涉及一种在工业流水线生产领域中使用的缺陷检测方法，尤其涉及一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法。
技术介绍
水准泡是水平尺中的核心部件，水平尺以水准泡内气泡与刻线的相对偏移量来显示被测表面的水平度或垂直度，为保证水平尺的合格性，在生产过程中，需要对水准泡的相关参数进行检测。当水准泡经过车削工序后，其处于空腔状态，即未填充液体和气泡时的状态，空腔中刻线宽度之差以及刻线中心与空腔圆弧中心的中心距都是空腔缺陷检测的重要技术指标。目前，水准泡空腔缺陷检测以人工方式为主，人工检测方式存在成本高、效率低、可信度低等缺点，难以满足工业生产的需求。图像处理技术提供了一种低成本、高效率、高精度的水准泡车削空腔缺陷检测方法，该方法将待测工件转化为图像的形式，结合图像处理技术，实现自动化检测。该方法将解决人工检测存在的问题，能够适用于工业大规模生产。目前，国内外还没有相对成熟的基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法。因此，本专利技术提出了一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法，其特征在于：具体按照以下步骤实施：/n步骤1：读取水准泡原始图像，并对原始图像进行中值滤波；/n步骤2：在中值滤波后的图像中，针对水准泡车削空腔弧段采用固定阈值进行二值化，遍历二值图中的轮廓，根据轮廓的特征确定感兴趣区域的轮廓；/n步骤3：作感兴趣区域轮廓的最小外接矩形，利用最小外接矩形倾角摆正感兴趣区域轮廓，并利用摆正后轮廓的最小外接矩形截取弧段部分的感兴趣区域；/n步骤4：利用最小二乘法分别拟合弧段部分感兴趣区域中的上下2个弧段，得到2条二次曲线，对二次曲线作差得到距离函数，求距离函数的极值点X坐标；/n步骤5：在步骤1中所述的中值滤波图像...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法，其特征在于：具体按照以下步骤实施：
步骤1：读取水准泡原始图像，并对原始图像进行中值滤波；
步骤2：在中值滤波后的图像中，针对水准泡车削空腔弧段采用固定阈值进行二值化，遍历二值图中的轮廓，根据轮廓的特征确定感兴趣区域的轮廓；
步骤3：作感兴趣区域轮廓的最小外接矩形，利用最小外接矩形倾角摆正感兴趣区域轮廓，并利用摆正后轮廓的最小外接矩形截取弧段部分的感兴趣区域；
步骤4：利用最小二乘法分别拟合弧段部分感兴趣区域中的上下2个弧段，得到2条二次曲线，对二次曲线作差得到距离函数，求距离函数的极值点X坐标；
步骤5：在步骤1中所述的中值滤波图像中，针对水准泡刻线采用另一固定阈值进行二值化，得到针对刻线的二值图像；
步骤6：利用步骤3中所述的最小外接矩形的倾角摆正针对刻线的二值图像，再利用步骤3中所述的摆正后轮廓的最小外接矩形截取刻线部分的感兴趣区域；
步骤7：遍历刻线部分的感兴趣区域中每行左右刻线宽度，并分别对左右刻线宽度排序，舍去部分较大宽度和较小宽度，取剩余宽度的均值作为最终刻线宽度，再对左右刻线宽度作差，得到刻线宽度之差；
步骤8：分别取左右刻线内边界X横坐标的均值，以内边界X横坐标均值的均值作为刻线间距中心点X横坐标，刻线间距中心点X横坐标与步骤4中所述的距离函数的极值点X横坐标作差，得到中心距；
步骤9：根据步骤7中的刻线宽度之差和步骤8中的中心距，对被测水准泡的车削空腔是否存在缺陷进行评判；
至此，实现了基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测。


2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法，其特征在于：所述的步骤1中，具体按照以下过程实施：
读取工业黑白相机采集到的原始图像Isrc，对其进行5×5窗口中值滤波，去除椒盐噪声，得到滤波后图像Ifilt。


3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法，其特征在于：所述的步骤2中，具体按照以下过程实施：
在中值滤波图像Ifilt中，针对水准泡空腔弧段采用固定阈值T1进行二值化，得到二值图像IarcBin；
在二值图像IarcBin中搜索感兴趣区域轮廓，遍历每个轮廓Ci(i＝1,2,3,...,n)，计算每个轮廓的最小外接矩形的面积Si(i＝1,2,3,...,n)与长宽比Ri(i＝1,2,3,...,n)，面积阈值设置为[Alow,Ahigh]，长宽比阈值设置为[rlow,rhigh]，初步确定在阈值范围内的感兴趣区域轮廓；若初步确定的轮廓数n2大于等于2，再比较这n2个轮廓的面积与其最小外接矩形面积之比ri(i＝1,2,…,n2)，ri取最大值时对应的轮廓确定为感兴趣区域轮廓Croi。


4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的水准泡车削空腔缺陷检测方法，其特征在于：所述的步骤3中，具体按照以下过程实施：
作感兴趣区域轮廓Croi的最小外接矩形，获取矩形的倾角θrect，利用倾角θrect摆正感兴趣区域轮廓Croi，再作摆正后轮廓的最小外接矩形Rroi，其中心点固定不变，并将其向外扩展一定宽度，以截取水准泡空腔弧段部分的感兴趣区域IarcROI。


5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的水准...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪振超，张淼，陈爱军，彭伟康，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33