基于相位测量偏折术的反射表面缺陷检测

发布时间：2021-06-16 12:46

　　针对机器视觉难以对反射表面进行缺陷检测等问题,本文提出一种基于相位测量偏折术的缺陷检测方法。该方法以LCD屏幕作为结构光源,格雷码图案结合相移图案作为结构光,通过LCD屏幕投射到被测表面,使用单目相机捕捉结构光的反射图案。首先对相机捕捉的图案逐个像素进行解码,获得包裹相位和条纹级数;然后进行相位展开并消除误差,生成绝对相位图像;再使用Canny算子对图像进行边缘检测,将投影区域与非投影区域分割;最后在投影区域内使用Canny算子检测出缺陷的边缘,实现表面缺陷的检测与定位。实验结果表明:在环境亮度较低且恒定的条件下,相位测量偏折术可高效检测出反射表面上具有形变特征的缺陷,精度为0.1mm,基本满足对反射表面上多种缺陷进行高精度、高效率、低成本检测的要求。 

【文章来源】：液晶与显示. 2020,35(12)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

缺陷检测系统原理图

以H为512像素,W为256像素,m为32像素的格雷码图案为例,会生成如图2(a)所示的5张垂直格雷码图案和图2(b)所示的4张水平格雷码图案,可以将LCD屏幕分割为512个区域。对相机捕捉的格雷码反射图案解码,就是将格雷码转为二进制数,再由二进制数转化为十进制数的过程。格雷码反射图案需经过二值化处理,亮条纹照射的区域灰度值设置为255,暗条纹照射的区域灰度值设置为0。按照格雷码图案投影顺序读取相机图片中反射图案区域内像素点的灰度值,可获得格雷码。

常用的多步相移法有三步、四步或更多步,其中四步相移法的应用最为普遍[10],本文也采用四步相移法。四步相移法要生成水平、垂直各4张相移条纹图案,图案的大小与格雷码图案相同,相移条纹的周期T等于m。相邻两张图案之间的相移为π/2,生成的四步相移法条纹图案如图3所示。3.3 相位展开

【参考文献】：
期刊论文
[1]改善大视角下LCD灰阶图像质量的研究进展[J]. 郭玉强,孙玉宝.  液晶与显示. 2020(07)
[2]基于相移偏折法的高反射表面面形测量技术[J]. 张莲涛,卢荣胜,程子怡.  光子学报. 2020(01)
[3]基于相位偏折的类镜面物体表面缺陷检测[J]. 姜硕,杨凌辉,任永杰,邾继贵.  激光与光电子学进展. 2020(03)
[4]基于彩色编码光栅投影的双N步相移轮廓术[J]. 王建华,杨延西.  中国光学. 2019(03)
[5]光学三维扫描仪光强传递函数的测量和校正[J]. 张旭,邵双运,祝祥,宋志军.  中国光学. 2018(01)
[6]条纹投影与相位偏折测量技术研究进展[J]. 刘东,严天亮,王道档,杨甬英,黄玮.  红外与激光工程. 2017(09)
[7]汽车车身漆膜缺陷自动检测系统[J]. 孔飞,张川,冯日华,韩俊杰.  现代涂料与涂装. 2017(03)
[8]基于相位测量偏折术的反射镜三维面形测量[J]. 袁婷,张峰,陶小平,付锦江.  光学学报. 2016(02)
[9]对某金属件反光表面缺陷的反射条纹检测[J]. 张于北,唐佳,杨党纲.  计测技术. 2013(S1)
[10]基于格雷码-相移的双目三维测量方法研究[J]. 林焕,马志峰,姚春海,王昊.  电子学报. 2013(01)

博士论文
[1]基于时间相位展开的三维轮廓测量研究[D]. 岳慧敏.四川大学 2005

硕士论文
[1]基于条纹反射的镜面物体三维形貌测量方法研究[D]. 徐天义.南昌航空大学 2019



本文编号：3233104