[发明专利]一种基于图像融合的检测方法及其检测装置

权利要求书

1.一种基于图像融合的检测方法，其特征在于，包括：

依次控制多个发光模块从不同方向照射待检测物体，在每个发光模块照射待检测物体时，控制相机拍摄与该发光模块对应的待检测物体的图像，从而获得待检测物体的多帧待检测图像；

对多帧所述待检测图像进行图像融合处理，获得所述待检测物体的特征图像；该步骤具体包括，根据需要检测的缺陷类型从所述待检测图像中提取纹理信息和/或高度信息；所述的特征图像包括纹理图像和/或高度图像，所述的纹理图像包括纹理信息，所述的高度图像包括高度信息；所述纹理信息用于标识所述待检测物体的具有色彩差异的表面纹理特征，所述高度信息用于标识所述待检测物体的具有凸凹差异的表面高度特征；

对所述特征图像进行缺陷特征筛选处理，获得待检测物体的表面缺陷特征；

输出所述表面缺陷特征；

其中提取纹理信息包括，获得每帧所述待检测图像的反射模型表达式，根据所述反射模型表达式建立所述待检测图像的反射模型方程组且表示为

公式中I、L、N、n分别表示像素点灰度值、光源方向、物体表面法向量和待检测图像帧数，x、y、z均为坐标参数；设定一个过程参数G，令G＝ρN，利用最小二乘法求解所述反射模型方程组得G＝(L^TL)^-1L^TI，从而通过纹理信息表达式N＝G/ρ获得所述待检测图像的纹理信息；

其中提取高度信息包括，获取每帧所述待检测图像的表面向量表达式且表示为

进一步由N·V₁＝0,N·V₂＝0可得

公式中z(x,y)表示高度图像，N、V分别表示法向量和相机视角；根据各帧所述待检测图像的表面向量表达式建立所述待检测图像的表面向量方程组，根据最小二乘法求解所述表面向量方程组并获得高度信息表达式Z＝(A^TA)^-1AB，A为维数2MN×MN的稀疏矩阵，B为B＝AZ的参量，每帧待检测图像的大小为M×N；通过所述高度信息表达式获得所述待检测图像的高度信息。

2.如权利要求1所述的一种基于图像融合的检测方法，其特征在于，对所述特征图像进行缺陷特征筛选处理包括：对比度调整、灰度去噪、二值化、块状物分析、轮廓跟踪和条件筛选的图像处理步骤，所述缺陷特征筛选处理用于从所述表面纹理特征和/或所述表面高度特征中筛选出待检测物体的表面缺陷特征。

3.如权利要求1所述的一种基于图像融合的检测方法，其特征在于，至少有三个所述发光模块，至少获取三帧所述待检测图像。

4.如权利要求1至3中任一项所述的一种基于图像融合的检测方法，其特征在于，在获取待检测图像步骤之前还包括标定步骤：将用于标定的高光黑球置于检测位置，获取所述高光黑球在各个所述发光模块照射下的待标定图像，构建每帧待标定图像的灰度成像模型，根据所述灰度成像模型比较得到所述发光模块和所述相机相对于所述高光黑球的向量值；

所述向量值用于计算得到所述待检测图像的反射模型表达式和/或表面向量表达式。

5.一种基于图像融合的检测装置，其特征在于，包括：

光源，所述光源包括多个发光模块，所述多个发光模块用于从不同方向照射待检测物体；

相机，所述相机用于在发光模块照射待检测物体时采集所述待检测物体的待检测图像；

检测控制器，所述检测控制器分别与光源和相机信号连接，在检测时控制多个发光模块依次点亮，同时控制相机在发光模块照射待检测物体时对待检测物体进行拍照，获得与多个发光模块对应的多帧图像，所述检测控制器还用于对所述多帧图像进行融合处理，获得待检测物体的表面缺陷特征；

所述检测控制器用于根据权利要求1中所述的检测方法对多帧所述待检测图像进行图像融合处理，从而根据需要检测的缺陷类型从所述待检测图像中提取纹理信息和/或高度信息；所述的特征图像包括纹理图像和/或高度图像，所述的纹理图像包括纹理信息，所述的高度图像包括高度信息；所述纹理信息用于标识所述待检测物体的具有色彩差异的表面纹理特征，所述高度信息用于标识所述待检测物体的具有凸凹差异的表面高度特征。