金属管件表面质量检测方法技术

本发明专利技术涉及金属管件表面质量检测方法，属于图像处理技术领域。方法包括如下步骤：获得管件端口外壁边缘线和内壁边缘线；根据外壁边缘线和内壁边缘线上的边缘像素点，得到各第一拟合圆和各第二拟合圆；根据第一拟合圆之间的距离和第二拟合圆之间的距离，得到金属管件的端口完整度；获得目标端口表面图像上的各像素点对应的第一特征向量和目标外侧表面图像上的各像素点对应的第二特征向量；根据第一特征向量和第二特征向量，得到金属管件的端口表面均匀度和金属管件的外侧整体表面均匀度；根据端口完整度、端口表面均匀度和外侧整体表面均匀度，得到金属管件对应的综合质量指标。本发明专利技术能提高对金属管件进行质量检测可靠性。明能提高对金属管件进行质量检测可靠性。明能提高对金属管件进行质量检测可靠性。

【技术实现步骤摘要】
金属管件表面质量检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及金属管件表面质量检测方法。

技术介绍

[0002]金属管件是金属材质的且在管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用的零部件的统称；金属管件通常被广泛运用在机械以及制造领域，具有耐久性好、耐热性好、稳定性好、机械强度高、尺寸稳定性佳的特点。但是当金属管件端口出现缺口或变形时，会导致金属管件与其它零件之间连接的密封性出现异常，进而可能会造成严重的事故和后果；此外金属管件表面的锈蚀、划痕、夹杂和孔洞缺陷也会影响金属管件的物理性能。因此对金属管件的质量检测极其重要。
[0003]现有的金属管件表面质量检测方法一般是依据人工目检，这种方法工作量较大，一旦工作人员注意力不集中，就有可能出现漏检和误检；并且工作人员一般只能在端口或者表面出现比较明显的变形或者缺陷时才能检测出来，但是微小的变形或者缺陷可能也会影响金属管件的使用效果，因此这种依靠人工对金属管件进行质量检测的方式可靠性较低。
[0004]现有的利用超声波探伤UT、涡流探伤ET、磁粉MT和漏磁探伤等方式虽然在一定程度上克服了人工目检的缺陷，但是超声波检测的方法在检测过程中需要耦合剂，因此干扰因素过多；涡流探伤ET检测时需根据材质、表面状态以及检验标准作综合考虑，然后才能确定检测方案和技术参数，并且检测速度慢；而磁粉MT和漏磁探伤的检测方式在检测完成之后还需要退磁和清洗；另外随着计算机和机器视觉的发展，出现了利用图像对管件缺陷或者质量进行分析的方法，例如《童车金属管件加工质量的机器视觉检测系统研制》（华南理工大学硕士论文，凌泉）公开了利用机器视觉对金属管件进行多精度的检测，该系统相对人工实现了无接触的检测，可靠性高，但是该系统中圆度约束圆孔实际边缘相对于理想圆的偏差度采用的是优化算法，即通过构建最小二乘法求解参数，设计拟合边缘的均方误差最小来得到最优的拟合参数，此过程涉及大量的迭代运算，每次迭代运算都要对所有的数据进行运算，计算量大，运行速度慢并且内存占据大，对系统硬件的要求较高，进而导致检测效率相对较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的金属管件表面质量检测方法，用于解决现有方法对金属管件进行质量检测计算量大进而导致检测效率相对较低的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术实施例提供了金属管件表面质量检测方法包括以下步骤：获取金属管件的目标端口表面图像和目标外侧表面图像；利用边缘检测算子和DBSCAN算法，得到目标端口表面图像对应的各独立不相交的边缘线；对所述各独立不相交的边缘线进行闭合性检测，得到目标端口表面图像对应的管件端口外壁边缘线和内壁边缘线；
根据外壁边缘线和内壁边缘线上的边缘像素点，拟合得到外壁边缘线对应的各第一拟合圆和内壁边缘线对应的各第二拟合圆；根据第一拟合圆之间的距离和第二拟合圆之间的距离，得到金属管件的端口完整度；获得目标端口表面图像对应的特征区域；根据所述特征区域和目标外侧表面图像上的各像素点灰度值，得到目标端口表面图像上的各像素点对应的第一特征向量和目标外侧表面图像上的各像素点对应的第二特征向量；根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，得到金属管件的端口表面均匀度和金属管件的外侧整体表面均匀度；根据所述端口完整度、端口表面均匀度和外侧整体表面均匀度，得到金属管件对应的综合质量指标。
[0006]优选的，目标端口表面图像的数量为2。
[0007]优选的，得到目标端口表面图像对应的管件端口外壁边缘线和内壁边缘线的方法，包括：对于任一独立不相交的边缘线：将该边缘线对应的窗口记为目标窗口，所述目标窗口的边长记为2R+1；以该边缘线上的各边缘像素点为中心，构建得到该边缘线上的各边缘像素点对应的目标窗口区域，所述目标窗口区域大小为2R+1*2R+1；若各边缘像素点对应的目标窗口区域中均存在除对应边缘像素点之外的该边缘线上的其它边缘像素点，则判定该边缘线为闭合边缘线，判定该边缘线为管件端口内外壁边缘线；否则，则判定该边缘线不是闭合边缘线，判定该边缘线不是管件端口内外壁边缘线；根据各管件端口内外壁边缘线对应的最小外接矩形的面积，得到各管件端口内外壁边缘线中的管件端口外壁边缘线和管件端口内壁边缘线。
[0008]优选的，根据如下公式计算得到该边缘线对应的R：其中，为取整操作符，为该边缘线上的边缘像素点的数目，为该边缘线上各边缘像素点行坐标中的最大值，为该边缘线上各边缘像素点行坐标中的最小值，为该边缘线上各边缘像素点纵坐标中的最大值，为该边缘线上各边缘像素点纵坐标中的最小值。
[0009]优选的，根据外壁边缘线和内壁边缘线上的边缘像素点，拟合得到外壁边缘线对应的各第一拟合圆和内壁边缘线对应的各第二拟合圆；根据第一拟合圆之间的距离和第二拟合圆之间的距离，得到金属管件的端口完整度的方法，包括：选取外壁边缘线上的任意三个边缘像素点进行圆的拟合，得到对应的圆的方程，记为第一拟合圆；根据所述第一拟合圆对应的圆心行坐标、对应的圆心纵坐标以及对应的圆半径，构建得到所述第一拟合圆对应的第一圆向量；以此类推，进行不完全重复的选取，得到外壁边缘线对应的各第一拟合圆对应的第一圆向量；选取内壁边缘线上的任意三个边缘像素点进行圆的拟合，得到对应的圆方程，记为第二拟合圆；根据所述第二拟合圆对应的圆心行坐标、对应的圆心纵坐标以及对应的圆半径，构建得到所述第二拟合圆对应的第二圆向量；以此类推，进行不完全重复的选取，得
到内壁边缘线对应的各第二拟合圆和各第二拟合圆对应的第二圆向量；对于外壁边缘线对应的任一第一拟合圆：计算该第一拟合圆与除该第一拟合圆之外的其它第一拟合圆之间的距离，记为第一距离；按照从小到大的顺序对各第一距离进行排序，选取排序后的前预设第一数量的第一距离的均值记为第一均值；判断第一均值是否小于预设距离阈值，若是，则判定该第一拟合圆为正常拟合圆；否则，则判定该第一拟合圆为异常拟合圆；对于内壁边缘线对应的任一第二拟合圆：计算该第二拟合圆与除该第二拟合圆之外的其它第二拟合圆之间的距离，记为第二距离；按照从小到大的顺序对各第二距离进行排序，选取排序后的前预设第二数量的第二距离的均值记为第二均值；判断第二均值是否小于预设距离阈值，若是，则判定该第二拟合圆为正常拟合圆；否则，则判定该第二拟合圆为异常拟合圆；统计得到各第一拟合圆中的异常拟合圆的数量和各第二拟合圆中的异常拟合圆的数量；根据外壁边缘线对应的各第一拟合圆中的异常拟合圆的数量和内壁边缘线对应的各第二拟合圆中的异常拟合圆的数量，得到金属管件的端口完整度。
[0010]优选的，对于该第一拟合圆与除该第一拟合圆之外的任一第一拟合圆之间的第一距离，根据如下公式计算该第一距离：其中，为该第一拟合圆对应的第一圆向量中的第i个参数值，为除该第一拟合圆之外的任一第一拟合圆对应的第一圆向量中的第i个参数值，为该第一拟合圆与除该第一拟合圆之外的任一第一拟合圆之间的第一距离。
[0011]优选的，根据如下公式计算金属管件的端口完整度：其中，为金属管件的端口完整度，为外壁边缘线对应的各第一拟合圆中的异常拟合圆的数量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属管件表面质量检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：获取金属管件的目标端口表面图像和目标外侧表面图像；利用边缘检测算子和DBSCAN算法，得到目标端口表面图像对应的各独立不相交的边缘线；对所述各独立不相交的边缘线进行闭合性检测，得到目标端口表面图像对应的管件端口外壁边缘线和内壁边缘线；根据外壁边缘线和内壁边缘线上的边缘像素点，拟合得到外壁边缘线对应的各第一拟合圆和内壁边缘线对应的各第二拟合圆；根据第一拟合圆之间的距离和第二拟合圆之间的距离，得到金属管件的端口完整度；获得目标端口表面图像对应的特征区域；根据所述特征区域和目标外侧表面图像上的各像素点灰度值，得到目标端口表面图像上的各像素点对应的第一特征向量和目标外侧表面图像上的各像素点对应的第二特征向量；根据所述第一特征向量和所述第二特征向量，得到金属管件的端口表面均匀度和金属管件的外侧整体表面均匀度；根据所述端口完整度、端口表面均匀度和外侧整体表面均匀度，得到金属管件对应的综合质量指标。2.如权利要求1所述的金属管件表面质量检测方法，其特征在于，所述目标端口表面图像的数量为2。3.如权利要求1所述的金属管件表面质量检测方法，其特征在于，所述得到目标端口表面图像对应的管件端口外壁边缘线和内壁边缘线的方法，包括：对于任一独立不相交的边缘线：将该边缘线对应的窗口记为目标窗口，所述目标窗口的边长记为2R+1；以该边缘线上的各边缘像素点为中心，构建得到该边缘线上的各边缘像素点对应的目标窗口区域，所述目标窗口区域大小为2R+1*2R+1；若各边缘像素点对应的目标窗口区域中均存在除对应边缘像素点之外的该边缘线上的其它边缘像素点，则判定该边缘线为闭合边缘线，判定该边缘线为管件端口内外壁边缘线；否则，则判定该边缘线不是闭合边缘线，判定该边缘线不是管件端口内外壁边缘线；根据各管件端口内外壁边缘线对应的最小外接矩形的面积，得到各管件端口内外壁边缘线中的管件端口外壁边缘线和管件端口内壁边缘线。4.如权利要求3所述的金属管件表面质量检测方法，其特征在于，根据如下公式计算得到该边缘线对应的R：其中，为取整操作符，为该边缘线上的边缘像素点的数目，为该边缘线上各边缘像素点行坐标中的最大值，为该边缘线上各边缘像素点行坐标中的最小值，为该边缘线上各边缘像素点纵坐标中的最大值，为该边缘线上各边缘像素点纵坐标中的最小值。5.如权利要求1所述的金属管件表面质量检测方法，其特征在于，所述根据外壁边缘线和内壁边缘线上的边缘像素点，拟合得到外壁边缘线对应的各第一拟合圆和内壁边缘线对应的各第二拟合圆；根据第一拟合圆之间的距离和第二拟合圆之间的距离，得到金属管件
的端口完整度的方法，包括：选取外壁边缘线上的任意三个边缘像素点进行圆的拟合，得到对应的圆的方程，记为第一拟合圆；根据所述第一拟合圆对应的圆心行坐标、对应的圆心纵坐标以及对应的圆半径，构建得到所述第一拟合圆对应的第一圆向量；以此类推，进行不完全重复的选取，得到外壁边缘线对应的各第一拟合圆对应的第一圆向量；选取内壁边缘线上的任意三个边缘像素点进行圆的拟合，得到对应的圆方程，记为第二拟合圆；根据所述第二拟合圆对应的圆心行坐标、对应的圆心纵坐标以及对应的圆半径，构建得到所述第二拟合圆对应的第二圆向量；以此类推，进行不完全重复的选取，得到内壁边缘线对应的各第二拟合圆和各第二拟合圆对应的第二圆向量；对于外壁边缘线对应的任一第一拟合圆：计算该第一拟合圆与除该第一拟合圆之外的其它第一拟合圆之间的距离，记为第一距离；按照从小到大的顺序对各第一距离进行排序，选取排序后的前预设第一数量的第一距离的均值记为第一均值；判断第一均值是否小于预设距离阈值，若是，则判定该第一拟合圆为正常拟合圆；否则，则判定该第一拟合圆为异常拟合圆；对于内壁边缘线对应的任一第二拟合圆：计算该第二拟合圆与除该第二拟合圆之外的其它第二拟合圆之间的距离，记为第二距离；按照从小到大的顺序对各第二距离进行排序，选取排序后的前预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长雷，
申请(专利权)人：山东汇通工业制造有限公司，
类型：发明
国别省市：