基于机器视觉的大尺寸机柜表面缺陷检测系统研究

发布时间：2020-07-04 12:09

【摘要】：产品机柜表面的缺陷不仅会严重影响产品的销售,也会增大产品返修、退货的概率,造成经济损失,企业越来越重视机柜的表面质量检测。然而,针对大尺寸产品进行表面缺陷视觉检测鲜有研究,本文基于深圳市某不间断电源(Uninterruptible Power System,UPS)机柜生产厂商对大尺寸机柜表面缺陷自动检测系统具体需求,开展基于机器视觉的大尺寸机柜表面缺陷检测系统研究,重点研究了低对比度图像增强、边缘检测优化、特征点匹配等问题,主要工作如下:(1)研究明确了大尺寸机柜表面缺陷检测系统检测技术指标,阐述了表面缺陷检测原理,分析了获取高质量图像的关键因素,设计了合理的照明方案和图像采集系统结构,分析了光源类型、光源颜色及光照角度选择的依据,合理选择了工业相机和镜头,最后搭建了基于机器视觉的产品表面缺陷检测系统。(2)针对低对比度缺陷无法采用传统检测方法进行检测的问题,提出衡量图像对比度的评价方法,分析了Gabor变换的原理及参数意义,研究了常用的图像增强方法,并进行对比实验,实验结果表明经过Gabor变换增强的低对比度缺陷图像对比度得到提高,增强了缺陷检测系统对于光照干扰的鲁棒性。(3)明确了评价边缘检测效果质量的主要根据,分析了典型的边缘检测算法基本原理并进行了对比实验,针对边缘检测中出现的噪声及不连续问题,研究了一种基于锚点的边缘检测优化算法并进行了实验,实验结果表明优化的算法可准确检测机柜图像的边缘且具有较高的边缘质量,具有通用性。(4)研究了图像匹配技术,推导了图像变换模型,分析SIFT特征点提取与匹配算法原理,研究RANSAC特征点提纯算法,开展了提取和匹配机柜表面图像特征点实验,实验表明提纯后的SIFT算法能够有效提取出机柜表面的特征点,图像匹配结果良好,基于图像差分法实现配准后的图像缺陷检测。研究结果表明设计的缺陷检测系统能够较好的识别机柜表面的凹坑、划痕、商标等缺陷,可以检测出缺陷宽度1mm内的细微缺陷,验证了系统方案的可行性和算法的有效性,具有工程应用价值。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F273.2;TP391.41
【图文】：

常见缺陷

本论文工作受国家自然科学基金项目 (51677120)、深圳市科技计划项目(JCYJ20170818100522101)与深圳大学青年教师科研启动项目(2017032)资助。不间断电源（Uninterruptible Power System，UPS）常用于维持医院、服务器、铁路调度中心等不能断电场所的持续运行[1]，一旦出现供电中断现象，UPS 中的逆变器立即转化其之前存储的电能，持续不断为负载提供稳定优质的交流电源。近年来，企业对电力的需求迅猛增长，对于 UPS 的需求也不断扩大。然而，UPS 生产企业在生产加工过程中，由于受到原材料、轧制工艺和系统控制等诸多技术因素的影响，成品机柜表面难免会产生一些如凹坑、结疤、滴漆、螺孔堵塞、刮痕和孔洞等缺陷，如图 1-1 所示。随着生活水平的提高以及消费观念的转变，人们对产品的外观质量，如包装设计、外形轮廓和表面纹理等愈发重视。因此，表面缺陷不仅会严重影响成品机柜的销售，也会增大产品返修、退货的概率，造成重大经济损失。为提高 UPS 机柜产品在市场中的竞争力，有关厂商已经越来越重视机柜的表面质量检测。

机器视觉检测

需接触待检测物体即可完成缺陷检测，不面缺陷检测的智能化和自动化实现有重要要包括以下几个方面：效率和质量。根据缺陷的分析结果，挖掘率的同时，及时有效地优化生产线，改善。在连续的机柜生产线上，工作人员需要进行表面质量检测可极大降低人工劳动强力。机柜生产企业因产品质量存在问题引发。表面缺陷检测的自动化实现，可维护厂

【参考文献】