[发明专利]基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承防尘盖表面缺陷的检测方法，尤其是一种基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测方法，属于机器视觉的技术领域。

背景技术

轴承在机械行业中应用非常广泛，轴承质量关系到机械产品的使用性能和寿命，这是轴承厂家一直很关心的问题。轴承在生产、装配过程中，由于加工技术、微小异物等因素，在轴承防尘盖表面会产生各种压痕、吭伤、划痕等瑕疵，这些缺陷一方面使得轴承不美观，更严重的是若瑕疵过深，则可能在轴承转动过程中与机器的其他部件相擦碰，从而降低轴承的使用性能，影响装有轴承机器的使用，造成各种安全隐患；这不仅将给企业造成经济损失，而且带来负面影响，使企业信誉受到损害。所以这类存在瑕疵的轴承，在出厂前必须识别并剔除出来。

目前，国内外轴承生产厂家对轴承防尘盖表面的检测主要是人工目测。由于受检查人员技术、经验、工作环境以及视力疲劳等影响，很容易出现误检和漏检，并且人工目测效率低、缺乏准确性和规范化，检测结果与检查人员的能力及精神状态密切相关，稳定性和可靠性比较差，另外，也不能将检测数据分类实时送入计算机进行质量管理。为了解决人工目测工作量大、效率低、漏检率高的难题，企业急需引进一种自动检测技术，以替代人工操作，在降低人力成本的同时又能实现对产品质量的严格控制。所以研究实现轴承的自动检测有着重要的意义。

随着人类对视觉机理的认识和计算机技术的快速发展，利用机器模拟人类的视觉系统成为科学技术发展的必然趋势，机器视觉已成为令人感兴趣的前沿研究领域之一。机器视觉从起步发展到现在，凭借其速度快、精度高、永不疲劳的优点，正在逐渐融入到各行各业中，并且成果斐然，现已广泛应用于钢板、钢带、合金板、钢球等机械加工零件的表面缺陷检测。利用机器视觉对轴承防尘盖表面进行自动检测不但能提高轴承行业的生产效率、降低人力成本，而且能为轴承质量的评估制定客观标准打下基础。此外，基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测是现代高新科技的综合应用，有关该领域的理论研究和深入实践必将为应用高新技术提升我国传统产业做出积极贡献。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测方法，其能实现轴承防尘盖缺陷的自动检测，降低人工检测目测工作量，提高检测效率，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，一种基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测方法，所述轴承防尘盖表面缺陷检测方法包括如下步骤：

a、将待检测轴承放置于黑色背景上，并获取所述待检测轴承的灰度图像，且以所述灰度图像的左上角为坐标原点建立坐标系；

b、对上述灰度图像利用边界跟踪、最小二乘法和轴承防尘盖内、外径占待检测轴承外圆半径的比例，分离得到以待检测轴承的圆心为中心的轴承防尘盖圆环图像；

c、对上述分离得到的轴承防尘盖圆环图像进行灰度变换、自适应中值滤波的预处理；

d、对上述预处理后的轴承防尘盖圆环图像利用最大类间方差法进行阈值分割，并利用Roberts边缘检测算子提取阈值分割后轴承防尘盖圆环图像的边缘；

e、对上述轴承防尘盖圆环图像每隔2°时计算图像区域内数值为1的数目，得到1×180的一维向量数据；

f、提供模板轴承图像，并计算得到上述轴承防尘盖圆环图像与模板轴承图像旋转重合时的偏转角度σ；

g、根据模板轴承图像的字符区域、非字符区域与上述偏转角度σ，分离得到上述轴承防尘盖圆环图像的字符区域与非字符区域；

h、对上述轴承防尘盖圆环图像中对应字符区域、非字符区域根据连通域数量及缺陷面积进行表面缺陷判定，并输出轴承防尘盖表面缺陷判断信息。

所述步骤a中，以黑色绒布为黑色背景，待检测轴承位于检测支架上；待检测轴承的正上方设有安装于检测支架上的CCD相机及位于所述CCD相机正下方的蓝色同轴光源；所述CCD相机邻近蓝色同轴光源的端部安装有定焦镜头。

所述步骤b中，包括如下步骤：

b1、在获取待检测轴承的灰度图像上寻找灰度值大于25的点，得到位于待检测轴承最左上方的边缘点A；

b2、在边缘点A的右侧、右下侧、下侧及左下侧中寻找邻接边缘点B，并以边缘点B为起点按照与待检测轴承边缘相对应的方向寻找邻接灰度值大于25的边缘点C；

b3、当边缘点C与边缘点A为同一点时，则上述跟踪边界为待检测轴承的边缘；当边缘点C与边缘点A不是同一点时，则以边缘点C为起点，以与边缘点B至边缘点C相反的方向寻找邻接灰度值大于25的点，直至寻找回到边缘点A为止，以搜索确定待检测轴承的边缘轮廓；