[发明专利]一种ABS齿圈端面缺陷检测系统及方法

权利要求书

1.一种ABS齿圈端面缺陷检测系统，包括视觉检测装置机箱、缺陷检测结果指示灯、图像采集装置、铝型材支架、齿圈旋转台、显示屏、工控机、工作台；其特征在于：

所述的视觉检测装置机箱仅留有一面开放操作，其他面均已封闭固定，机箱正面上方装有三个缺陷检测指示灯；

所述的缺陷检测指示灯主要由三种不同颜色的LED灯组成，分别为采集指示灯、合格与不合格指示灯；

所述的图像采集装置与齿圈旋转台置于视觉检测装置机箱内部，且图像采集装置位于齿圈旋转台上方；

所述的铝型材支架由三根铝型材构成，铝型材之间由角铁和T型螺丝连接，可实现铝型材的上下移动；

所述的工控机带有千兆网卡接口以及图像处理在线检测软件，工控机及显示屏位于视觉检测装置机箱外；显示屏主要负责图像采集以及缺陷检测结果图像、数据的显示；工控机上的在线检测软件主要负责控制相机图像采集、实验数据保存、发送控制齿圈旋转台启停信号、根据齿圈端面缺陷检测算法识别ABS齿圈端面缺陷并进行合格性判断，同时能将采集状态、判断合格性结果通过点亮视觉检测机箱上的指示灯进行反馈。。

2.根据权利要求1所述的一种ABS齿圈端面缺陷检测系统，其特征在于:

所述的图像采集装置主要由工业面阵CCD相机、镜头以及两个条形光源组成；工业面阵CCD相机与相机固定板相连，并在相机固定板上装有T型螺丝可供相机前后移动，且工业面阵CCD相机与镜头始终垂直于齿圈表面；两个条形光源分别与光源固定架相连，光源固定架可实现任意角度旋转，两个条形光源在光源固定架两侧以一定角度对射的形式将光束汇聚于ABS齿圈端面上，同时，光源固定架与铝型材通过光源固定板相连，且可以通过调整T型螺丝实现条形光源整体沿左右方向平移。

3.根据权利要求1所述的一种ABS齿圈端面缺陷检测系统，其特征在于：

所述的齿圈旋转台主要由电动旋转台、齿圈齿套、伺服电机、减速机组成；齿圈套可根据不同型号的齿圈进行替换；伺服电机与减速机共同控制电动旋转台带动齿圈可至少旋转一圈以上。

4.一种对权利要求1所述的齿圈端面缺陷检测算法，其特征在于：

缺陷检测算法主要分为两部分：图像预处理算法与缺陷识别算法；图像预处理算法主要具有降低图像数据冗余程度、去除图像噪点以及图像摆正的功能；缺陷识别算法主要根据齿圈端面连通域内的像素数占比与水平方向上像素数之和两个指标区分齿圈端面缺陷。

5.根据权利要求4所述的图像预处理算法，其特征在于：

在图像预处理算法中首先对图像采集到的原始图像SrcImg采用自适应Otsu二值化方法进行处理得到二值化图像ThreshImg；再对二值化图像ThreshImg采用5×5窗口的中值滤波处理，得到滤波后的图像FiltImg；然后将滤波后的图像FiltImg进行轮廓检测处理，对各齿圈端面图像求取最小外接矩形；最后利用各最小外接矩形的倾角angle_i(i＝1,2,3,…,N)通过图像旋转的方式对齿圈端面图像进行摆正，其中，需要对每一个倾角进行判断，若倾角angle_i小于-45°时，则需要对倾角angle_i进行修正，即：

angle_i＝angle_i+90 (1)。

6.根据权利要求4所述的缺陷识别算法，其特征在于：

在缺陷识别算法中，首先计算通过图像摆正后各连通域最小外接矩形内实际像素数占比ratio_i(i＝1,2,3,…,N)，若像素数占比ratio_i小于阈值ratiothresh，则判定齿圈端面连通域内存在完全掉齿缺陷，并在原图像中标记出缺陷位置，同时给出“不合格”的信息提示；否则再逐行计算各连通域内像素沿水平方向上的累加值rowsum_i(i＝1,2,3,…,N)，若某一行的像素累加值rowsum_i小于阈值sumthresh时，则判定齿圈端面连通域内存在中部齿面磨损缺陷，并在原图像中标记处缺陷位置，同时给出“不合格”的信息提示；否则判断齿圈端面没有缺陷，同时给出“合格”的信息提示。