[发明专利]一种钢轨表面离散缺陷的机器视觉检测装置及方法

权利要求书

1.一种钢轨表面离散缺陷的机器视觉检测装置，包括一工控机(1)、与工控机(1)连接的工业相机(2)、辅助光源(3)，所述辅助光源(3)位于工业相机(2)两侧，所述辅助光源(3)与工控机(1)之间设有光源控制器(4)，所述工控机(1)上还连接有显示屏(4)和系统电源(5)。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨表面离散缺陷的机器视觉检测装置，其特征在于：还包括一轨枕(6)，该轨枕(6)上设有用于固定钢轨的扣件(7)。

3.一种钢轨表面离散缺陷的机器视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集钢轨表面缺陷图像；设计钢轨表面缺陷检测装置，并采集钢轨缺陷图像；

S2、设计背景平滑滤波器；根据钢轨图像中不同特征区域的灰度和梯度变化存在差异这一特性，以局部范围内灰度和梯度的变化信息为变量设计了背景图像平滑滤波器；

S3、对原图像平滑得到背景图像；利用所设计的平滑滤波器，对局部范围内灰度和梯度变化较大的缺陷区域进行较大程度的平滑，而对反射不均产生的阴影以及锈迹等干扰区域进行弱平滑，得到较为准确的背景图像。

S4、将原图像与背景图像差分；将原始图像与背景图像进行差值运算，以凸显图像中的缺陷区域，并减弱锈迹、钢轨表面反射不均的影响；

S5、动态阈值分割与连通区域标记；对差分图像阈值分割，并利用连通区域标记法对缺陷区域进行统计。

4.根据权利要求3所述的一种钢轨表面离散缺陷的机器视觉检测方法，其特征在于，所述步骤S1采集钢轨表面缺陷图像，具体包括以下步骤：

1)、钢轨表面缺陷检测装置设计，所设计的钢轨表面缺陷检测装置由图像采集系统和图像处理系统组成，图像采集系统主要包括工业相机(2)、镜头、辅助光源(3)和光源控制器(4)，通常垂直于钢轨轨面采集；

所述工业相机(2)采用分辨率为640*480Pixel的GE680高速面阵CCD相机，帧率可达205fps，并安装8mm定焦镜头，所述图像采集系统外部装设遮光罩，所述图像处理系统采用NI工控机，基于VISION视觉开发软件实现缺陷图像的分析与处理；

2)、钢轨图像采集；利用设计的钢轨表面缺陷检测装置，在铁路现场环境下采集钢轨缺陷图像。