[发明专利]一种起重机臂筒表面凹凸缺陷的检测方法

权利要求书

1.一种起重机臂筒表面凹凸缺陷的检测方法，所述方法至少包含以下几个步骤：

步骤一、将激光传感器测得的激光传感器到臂筒的实际距离d映射成实际灰度图像G，

将激光传感器测得的激光传感器到臂筒标准面的距离l映射成标准灰度图像H；

步骤二、对实际灰度图像G和标准灰度图像H进行差分，得到凹凸目标图像T，将凹凸目标图像T进行阈值分割，得到测量灰度图像C；

1)实际灰度图像G和标准灰度图像H进行差分得到凹凸目标图像T：

T＝G-H；

2)用阈值分割方法对凹凸目标图像T进一步处理，设定阈值k，得到测量灰度图像C：

i表示第i行测量点，j表示沿臂筒筒长第j列测量点，C(i,j)表示第i行、第j列测量点的像素值；

3)在测量灰度图像C中区分凹、凸及背景区域：

步骤三、确定臂筒的凹凸区域数目、位置、面积和凹凸峰值。

2.根据权利要求1所述的起重机臂筒表面凹凸缺陷的检测方法，其特征在于将臂筒两侧的激光传感器多次测得的数据映射成灰度图像和将激光传感器到臂筒标准面的距离映射成灰度图像的过程，至少还包括以下步骤：

1)用激光传感器对激光传感器到臂筒表面的距离采样，每采样一次生成一组列向量，每组列向量内相邻元素代表的采样点间隔p mm；

激光传感器按臂筒筒长方向以q mm的间隔进行重复采样，共采样j次，生成j组列向量，即从第一次采样到第j次采样结束共检测臂筒筒长q×j mm；

将得到的j组列向量按采样顺序依次组合，得到实际距离矩阵D；

D中的元素d_ij在区间[d_min,d_max]内，其中i表示第i行测量点，j表示沿臂筒筒长第j列测量点，d_max表示采样得到的实际距离矩阵D中的最大值，d_min表示采样得到的实际距离矩阵D中的最小值；

2)灰度值区间为[0，255]，将距离d_ij映射成灰度值g_ij，其中i表示第i行测量点，j表示沿臂筒筒长第j列测量点，如下所示：

3)计算出矩阵D中每个元素对应的灰度值，得到实际灰度图像G；

4)自动生成与实际距离矩阵D的行、列数相同的标准距离矩阵L，L中的元素l_ij均等于激光传感器到臂筒标准面的距离l；

5)灰度值区间为[0，255]，将距离l_ij映射成灰度值h_ij，其中i表示第i行测量点，j表示沿臂筒筒长第j列测量点，如下所示：

得到标准灰度图像H。

3.根据权利要求1所述的起重机臂筒表面凹凸缺陷的检测方法，其特征在于确定臂筒的凹凸区域数目、位置、面积和凹凸峰值的过程，至少还包括以下几个步骤：

1)对测量灰度图像C用连通区域标号法对凹凸区域进行分割与标记，用w_m标记第m个凹区域内的每一个像素点，用v_n表示第n个凸区域内的每一个像素点；

2)确定臂筒的凹凸区域数目：

臂筒凹区域数目e等于凹区域标记w_m中m的最大值，臂筒凸区域数目f等于凸区域标记v_n中n的最大值；

筒臂凹凸区域总数s＝e+f；

3)确定臂筒的凹凸区域位置：

凹凸区域在测量灰度图像C中的位置用形心坐标表示，

凹区域w_m在测量灰度图像C中的形心坐标w_m(i₀,j₀)满足：

凸区域v_n在测量灰度图像C中的形心坐标v_n(i₁,j₁)满足：

测量灰度图像C中每组列向量内相邻元素代表的采样点间隔p mm，每组列向量内相邻元素代表的采样点间隔q mm，

则测量灰度图像C中凹区域w_m映射在臂筒表面的坐标为W_m(x₀,y₀)：

x₀＝q×i₀，y₀＝p×j₀；

测量灰度图像C中凸区域v_n映射在臂筒表面的坐标为V_n(x₁,y₁)：

x₁＝q×i₁，y₁＝p×j₁；

4)确定臂筒的凹凸区域面积：

检测测量灰度图像C中凹区域w_m内的像素点个数γ_m，则测量灰度图像C中凹区域w_m映射到臂筒凹区域的面积计算如下：

φ_m＝p×q×γ_mmm²；

检测测量灰度图像C中凸区域v_n内的像素点个数λ_n，则测量灰度图像C中凸区域v_n映射到臂筒凸区域的面积计算如下：

5)确定臂筒的凹凸区域峰值：

查找测量灰度图像C中凹区域w_m内的像素点在实际距离矩阵D中的对应元素d_ij，则凹区域w_m代表的臂筒凹区域的凹陷峰值计算如下：

W_m＝max(|d_ij-l_ij|)；

查找测量灰度图像C中凸区域v_n内的像素点在实际距离矩阵D中的对应元素d_ij，则凸区域v_n代表的臂筒凸区域的凸出峰值计算如下：

V_n＝max(|d_ij-l_ij|)。