基于光度立体的金属板带表面缺陷三维检测方法

发布时间：2024-04-20 09:49

　　中厚板、铝带等金属板带的表面质量是反映产品质量的重要指标。基于机器视觉技术的表面在线检测系统可对金属板带表面缺陷进行检测、跟踪及评级,从而提高产品质量及生产效率,也为质量评估及追溯提供关键的数据。目前应用的表面在线检测系统一般采用基于灰度图像的二维检测方法,这些系统虽然对带钢等金属板带材取得了较好的缺陷识别效果,但仍存在着以下两个突出问题:1)中厚板、连铸坯等表面存在大量的氧化铁皮、水迹等非缺陷干扰物,这些干扰物在二维图像中与裂纹、辊印等真实缺陷相似,容易被误识为缺陷;2)汽车板、铝带等高品质金属板带表面不允许存在微小缺陷,而微小缺陷在二维图像中的显著性低,难以被检测到。复杂背景下缺陷误识率高以及高品质板带微小缺陷检出率低的问题已成为表面检测领域的难点,传统的二维检测方法难以有效解决这些问题。三维检测方法可获取表面三维数据,通过表面三维数据对缺陷进行检测与分类,可提高缺陷的检出率与识别准确率。光度立体是一种表面三维重建方法,具有分辨率高、速度快、系统设计简单等优点。本文对光度立体三维重建进行深入研究,提出了基于光度立体的金属板带表面三维检测方法,并应用于中厚板、铝带等产品的表面缺陷在线...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２光源类型??

?１．２机器视觉金属板带表面检测??如图１－１所示，基于机器视觉的在线表面检测系统由前端的视觉测量系??统和后端的数据处理系统两部分组成。视觉测量系统负责获取被测对象的表??面信息，数据处理系统对表面信息进行处理，以实现缺陷检测、轮廓测量等??功能。??图ｉ－ｉ机器视觉在线表面检....

图１－３线阵相机和面阵相机成像方式??

?（ｂ）投射面光源?（ｃ）漫射面光源??图１－２光源类型??（２）

图1-4照明光路的不同类型

国内外对视觉测量系统的研究和应用主要围绕上述光源、相机、成像等方面进行展开，存在着从单通道向多通道、二维向三维检测的发展趋势。??（１）二维检测??国外表面检测领域的研究和应用起步较早。１９８３年，美国Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ采用线阵ＣＣＤ相机扫描运动中的板坯表面，实现了对板坯裂纹等缺....

图１－５铝带表面微小缺陷??

度神经网络的训练需要大量有标签的样本，由于表面缺陷的，某些类型的缺陷样本数量很少，而且人工制作有标签的缺陷大，难以满足深度神经网络训练样本数的要求。此外，深度神黑盒算法，不利于对二维和三维图像特征进行对比分析。本何分解的方法对图像进行二维和三维特征提取，将提取到的表面缺陷的分类识....

本文编号：3959237