基于光度立体和级数展开法的金属表面缺陷检测方法

发布时间：2021-03-31 08:40

　　在具有粗糙纹理的金属表面缺陷检测中,在线机器视觉检测系统会出现误检、漏检,甚至无法检出的问题。另外,光度立体在金属表面三维形貌重构时,存在重构曲面扭曲、翘曲等问题。本文针对这些问题提出一种基于光度立体和级数展开法的金属表面缺陷检测方法。该方法首先利用光度立体原理对金属表面进行三维重构,其次利用级数展开法对重构曲面进行拟合,最后将拟合曲面转为点云数据,对点云数据进行处理,完成缺陷检测。实验结果表明,该方法解决了重构曲面的扭曲及翘曲问题,同时,提高了金属表面缺陷检测的能力。相较于曲面拟合前,采用该方法的缺陷检出率提高了4个百分点。 

【文章来源】：广西师范大学学报(自然科学版). 2020,38(06)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

本文方法流程

本文实验均是使用Intel(R) Core(TM) i5-3230M 2.60 GHz CPU,4.0 GiB RAM的Windows 10 64bit 计算机,同时使用MATLAB 2016b软件中的peaks函数模拟生成三维形状图,使用上述7种积分算法还原模拟三维形貌。图2显示了7种积分算法的重构曲面结果,直接观察进行分析,可知:使用DCT泊松算法、DST泊松算法、FFT泊松算法会存在变形问题;Horn and Brooks算法的还原性较差;Frankot-Chellappa算法、Frankot-chellappa-new算法及SouthWell算法能够较真实地还原模拟曲面形貌。因而采集实际场景中手机金属冲压片样品,可利用还原性较好的Frankot-Chellappa算法、Frankot-chellappa-new算法及SouthWell算法对梯度数据进行重构。图3是实际金属样品表面三维形貌结果图,所采用的3种积分算法均能表现金属表面形貌,但是,重建曲面存在扭曲及翘曲问题。表1是3种积分算法运行时间,实验中,在相同环境下,每种积分算法运行10次后取均值,得到算法运行时间。SouthWell算法迭代次数较多,因而花费的时间较长。根据还原性及算法运行时间,选择适合本文研究内容的Frankot-Chellappa积分算法。图3 实际金属样品表面三维形貌结果

图2 模拟曲面三维形貌重构结果表1 积分算法运行时间Tab. 1 Integration algorithm runtime 算法 Frankot-Chellappa Frankot-Chellappa-new SouthWell 运行时间/s 0.069 99 0.286 37 53.475 20

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像处理的混凝土表面裂缝检测研究[J]. 邵闯,王生怀,徐风华,周红勋.  湖北汽车工业学院学报. 2019(02)
[2]基于机器视觉的太阳能网版缺陷检测[J]. 朱勇建,彭柯,漆广文,夏海英,宋树祥.  广西师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]Zernike多项式的条纹反射三维面形重建算法研究[J]. 韩路,田爱玲,聂凤明,刘丙才,刘卫国.  西安工业大学学报. 2019(02)
[4]Zernike圆域多项式镜面拟合仿真与精度研究[J]. 郭良贤,卫俊杰,唐培.  光学与光电技术. 2018(06)
[5]基于偏微分法的光度立体三维重建[J]. 李健,张博文,何斌.  陕西科技大学学报. 2018(06)
[6]条纹反射法测量三维面形中的积分算法[J]. 朱勇建,朱立新,钟建平,漆广文,刘伟涛,宋树祥.  光子学报. 2018(11)
[7]基于四光源光度立体法的药品泡罩包装中铝箔缺陷检测方法[J]. 黄秀玲,陆宏建,任超,黄崇杏.  包装学报. 2018(03)
[8]基于光度立体和图像显著性的皮革缺陷检测[J]. 刘根,蔡念,肖盼,林健发.  计算机工程与应用. 2019(08)
[9]基于光度立体视觉的蔬菜秧苗叶片形态测量方法[J]. 冯青春,陈建,李翠玲,范鹏飞,王秀.  农业机械学报. 2018(05)
[10]一种改进的快速SUSAN棋盘格角点检测算法[J]. 夏海英,刘伟涛,朱勇建.  广西师范大学学报(自然科学版). 2018(01)



本文编号：3111145