基于单目视觉的注塑工件缺陷检测系统研究

发布时间：2020-08-27 19:41

【摘要】：注塑制品在日常生活种扮演了十分重要的角色,而对其表面缺陷检测的要求也越来越高。目前主要以人工检测为主,但检测效果并不稳定。机器视觉检测相对于前者具有快速、稳定、无接触、应用范围广等明显优势,在表面缺陷检测领域中越来越受到重视。但注塑工件形状不规则,且表面常有高反光现象,所以目前还没有较好的解决方案。本文以注塑工件为研究对象,通过设计特定的光源系统、运动系统、单目视觉系统以及检测算法等,实现对其表面缺陷的准确检测。通过分析表面缺陷的类型和特征,设计针对不同种类注塑工件的视觉检测平台,消除工件表面产生的高反光现象,同时针对采集的图像中不均匀光照现象进行了分析并将其校正,然后对其表面缺陷进行了分割标记,实现了缺陷的二维检测。最后对注塑工件的三维重建,进而对缺陷进行三维定位。本文的主要工作如下:1.分析了注塑工件常见的表面缺陷及其检测要求,并针对不同种类的注塑工件设计了相对应的检测平台。对于柱状工件,设计了旋转型高反光注塑工件检测平台,实现柱状工件侧表面的全向检测,并且实现了消除工件表面产生的镜面反射。对于片状工件,设计了一种翻转型全自动注塑工件检测平台,实现了从进料、翻转到缺陷检测、工件分拣的全过程,并且可以与流水线对接,实现注塑工件从生产到检测的全自动流程。2.利用检测平台对注塑工件进行图像采集,针对高反光消除后的光照不均图像进行预处理,并提出了一种基于行像素灰度校正系数的算法来消除不均匀光照现象。分析了缺陷边缘检测、缺陷图像分割的常用算法,提出了基于二次定位的阈值图像分割算法,该算法能够对注塑工件表面的顶白、异色点等缺陷进行准确检测和定位,并通过实验验证了其工程使用价值。3.考虑到三维信息对注塑工件的缺陷检测的重要性,研究了针对注塑工件的三维重建方法。首先介绍了不同的特征提取算法,确定了使用SIFT算法提取特征,提出了基于二重约束条件的特征匹配算法。然后使用SFM算法得到稀疏点云,最后利用CMVS和PMVS实现了稠密点云重建。本文的工作通过硬件方式消除了注塑工件表面的高反光现象,设计算法解决了采集的图像中光照不均现象,并实现了工件表面缺陷的准确检测,最后对工件进行了三维重建,实现了初步的缺陷三维定位。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ320.662;TP391.41
【图文】：

流程图,反光,工件,检测平台

图 2-1 旋统表面较线在光缺陷的旋转型高反光为光滑，在光滑表面产检测率大大光注塑工件检在普通光照条产生了镜面反大降低。检测平台工作条件下会产反射，这个作流程图产生明显个问题

基于单目视觉的注塑工件缺陷检测系统研究

旋觉系统

封闭壳

所述的目标物体罩，进一从而能够该光如图 2-球罩以拍摄状况其上的材料制成封闭壳体面被反射采集的影图像采集室体进行非直一步被散射够有效地消光源系统主3 所示。其外，且打光况调整光源目标物体随成，偏振光体为一个外射，反射方影响，从而室，其主要直射照射，照射，营造出一消除物体表主要由照明其中照明组为光方向由壳体源的工作数随转盘底座光通过它可外表面光滑方向分布于整而有更高的的实现方式照射光在经一个均匀的光面产生的高组、载物台为多个相同体体内部朝量、方向和转动，可实以变成漫反内表面粗糙整个空间，环境鲁棒性式是通过多经过外壳内表光照环境，使高光现象。台、半球形透同的 LED 光朝着壳体的和光强；载物实现多次多角反射光，使照糙的不透光同时该不透性。个相同但照表面的漫反使得照射到透光罩、不透光源，分别均内表面，在物台是一个角度拍摄；照射到物体封闭壳体，透光封闭壳照射方向不反射后，再次到物体表面的透明封闭壳均等放置于在图像采集时个可以设置转半球形透光体上的光线均光线直接照壳体还可以阻不同的 LED次通过半球的光线均匀壳体、摄像头壳体以内、时，可以根转速的底座光罩由粗糙均匀柔和；照射到粗糙阻挡环境光光源对球形透光匀柔和，头组成，透明半根据实际座，放置糙的透光不透光糙的内表光对图像

【参考文献】