一种基于三维数据的分块拟合缺陷检测方法技术

技术编号:28974630 阅读:74 留言:0更新日期:2021-06-23 09:18
本发明专利技术公开了一种基于三维数据的分块拟合缺陷检测方法,是将具有曲面、反光特性的叶片通过3D相机采集其三维数据,设定特定大小的检测窗口以对三维数据进行分块处理并以此实现缺陷的检测及缺陷高度的计算,处理的方法主要是通过计算该检测窗口内的所有三维数据的拟合平面,以及每个三维数据点到拟合平面的距离,该距离即是缺陷的高度距离,最后通过图像处理技术输出缺陷的结果图像。该方法提出基于三维数据的分块拟合缺陷检测技术能够较好地检测高曲面、高反光的物体表面的缺陷,同时计算出缺陷的高度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维数据的分块拟合缺陷检测方法
本专利技术涉及图像缺陷检测
,尤其涉及一种基于三维数据的分块拟合缺陷检测方法。
技术介绍
随着我国航空事业的迅速发展,航空发动机的需求数量不断攀升,其叶片的表面缺陷,如划痕、裂纹、凸点等,会直接影响发动机的使用寿命和安全性能;目前的表面缺陷检测主要是通过人工和自动检测,但人工检测的工作效率与时间成反比,而且无可避免出现漏检或误检的情况。现有的缺陷自动检测主要分为以下两类:一类是基于2D相机外加光源的二维图像缺陷检测,通过外置光源增强,以及2D相机捕获其表面的二维图像,通过对二维图像的分析,实现缺陷的检测;另一类是基于三维数据的高度映射灰度图像缺陷检测,该方案将高度数据映射为8bit的深度灰度图像,直接对该图像进行图像处理以实现缺陷分析。基于二维图像缺陷检测技术中检测的准确率依赖于产品缺陷的成像效果,准确率低,而不同物体的不同形态特征、材质以及不同照射角度等都会直接影响成像质量,例如对于高反光,曲面物体的表面缺陷可能无法被2D相机所捕获;同时,二维图像缺陷检测手段只能得到了由产品表面根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维数据的分块拟合缺陷检测方法,其特征在于:所述方法的步骤为:/n步骤一、使用3D相机扫描叶片缺陷检测区域,以获取缺陷检测区域的三维数据,三维数据即空间中的某点在X,Y,Z轴上的坐标数据,3D相机将扫描出来的三维数据的Z轴的高度数据按行按列保存在CSV文件里,每行的数据即为X轴的数据,每列的数据即为Y轴上的数据,每行或每列上的相邻两个数据的实际距离默认设为1;/n步骤二、用图像A(X,Y)来表示每个点的三维数据,图像用矩阵来表示每行每列的Z轴高度数据;/n步骤三、新建与图像A同尺寸的图像B(X,Y),用于保存每个三维数据到检测窗口内的三维数据的拟合平面的距离;/n步骤四、设检测窗口...

【技术特征摘要】
1.一种基于三维数据的分块拟合缺陷检测方法,其特征在于:所述方法的步骤为:
步骤一、使用3D相机扫描叶片缺陷检测区域,以获取缺陷检测区域的三维数据,三维数据即空间中的某点在X,Y,Z轴上的坐标数据,3D相机将扫描出来的三维数据的Z轴的高度数据按行按列保存在CSV文件里,每行的数据即为X轴的数据,每列的数据即为Y轴上的数据,每行或每列上的相邻两个数据的实际距离默认设为1;
步骤二、用图像A(X,Y)来表示每个点的三维数据,图像用矩阵来表示每行每列的Z轴高度数据;
步骤三、新建与图像A同尺寸的图像B(X,Y),用于保存每个三维数据到检测窗口内的三维数据的拟合平面的距离;
步骤四、设检测窗口K的尺寸为[M,N],M为宽度,N为高度,用于计算检测窗口K内所有三维数据的拟合平面以及该窗口内的每个三维数据到拟合平面的距离;
步骤五、用检测窗口K遍历图像A并计算图像A在检测窗口K内的所有三维数据的拟合平面,以及所有三维数据点到拟合平面的距离,并将该距离值赋值到对应坐标上的图像B上;
步骤六、设定认为是缺陷的最小高度为T;
步骤七、对图像B进行阈值,即像素值大于T设置为白色,否则设置为黑色,得到缺陷图像C,白色块即为缺陷块;
步骤八、对缺陷图像C进行轮廓检测;
步骤九、设定认为是缺陷块的最大面积E1,最小面积E2,最小外接矩形的长宽比R,缺陷块的高度数据的最大标准差S;
步骤十、新建与图像C同尺寸的图像D,用于保存符合要求的缺陷数据;
步骤十一、遍历每个轮廓,计算轮廓的面积Ei,以及轮廓的最小外接矩形的长宽比Ri,如果E1>Ei>E2,Ri>R1,则认为是缺陷块并在图像D上填充该轮廓为白色;然后再计算图像B在该轮廓内的所有坐标的高度数据的最大值、平均值、标准差,假设在该轮廓内共有n个缺陷数据:Di(i=1,2,3,...,n),计算公式如下:
对这n个缺陷数据按进行由小到大的排序,使用冒泡排序算法,故得到最大值Dmax;
对这n个缺陷数据进行求和,得到Dsum;
求出平均值:Dmean=Dsum/n;标准差:
如果标准差Dstd大于S,则以最大值Dmax作为该缺陷区域的缺陷高度,否则以平均值Dmean作为该缺陷区域的缺陷高度,最后输出缺陷高度数据到图像D。


2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐洪浩习勇张家业
申请(专利权)人:广州信邦智能装备股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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