[发明专利]基于机器视觉的小型轴承质量检测方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的小型轴承质量检测方法，其特征在于，包括：

S1判断待检测区域是否存在待检测的小型轴承，若是，跳转至步骤S2；

S2采集所述小型轴承的图像；

S3根据采集图像匹配数据库中的模板图像；

S4通过图像帧差法得到采集图像与匹配的模板图像之间的图像差异，并针对图像差异进行分析确定是否存在缺陷区域；

S5控制将该小型轴承输送至相应的出料轨道。

2.如权利要求1所述的小型轴承质量检测方法，其特征在于，在步骤S2之后，还包括图像有效定义域确定的步骤，具体：

根据预先的设定提取所述采集图像中的ROI区域，并根据仿射变换矩阵_M对提取的ROI区域进行仿射变换，进而根据变换后的ROI区域确定图像的有效定义域；

其中，采集图像的中心坐标为(R₁,C₁,Phi₁)，模板图像的中心坐标为(R₀,C₀,Phi₀)，Phi₀和Phi₁表示图像的角度信息。

3.如权利要求1或2所述的小型轴承质量检测方法，其特征在于，在步骤S3中，包括：

S31针对采集图像，计算每个点(r,c)的方向向量e_r,c＝(v_r,c,w_r,c)^T；

S32根据仿射变换矩阵M对数据库中的模板图像进行仿射变换，模板图像中点p_i＝(r_i,c_i)^T经仿射变换后得到p′_i＝Mp_i，点p_i的方向向量d_i＝(t_i,u_i)^T经仿射变换后为d′_i＝(M^-1)^Td_i，其中，i＝1,…,n，n表示模板图像中像素点的数量；

S33计算模板图像中预先设定的所有特定点q＝(r,c)^T对应的方向向量d′_i与采集图像相应点对应方向向量e_r,c的点积，作为特定点q处的相似度s：

其中，m表示模板图像中特定点的数量；

S34根据计算得到的相似度S判断采集图像与数据库中模板图像是否匹配。

4.如权利要求1或2所述的小型轴承质量检测方法，其特征在于，在步骤S4中，包括：

S41计算采集图像与模板图像的差分图像S(x,y)：

S(x,y)＝|F(x,y)-H(x,y)|，x∈X,y∈Y

其中，H(x,y)表示模板图像，F(x,y)表示采集图像，(x,y)为采集图像/模板图像中像素点的坐标值，X和Y分别表示采集图像/模板图像的长和宽；

S42根据预先定义的阈值T对差分图像S(x,y)进行二值化处理，得到函数D(x,y)：

S43根据二值化处理结果对差分图像的边缘类缺陷进行提取，并进行连通域分析，当取值为1的区域面积大于第一预设值，区域宽度和区域高度大于第二预设值，判定为缺陷区域。

5.一种基于机器视觉的小型轴承质量检测装置，其特征在于，包括：

探测模块，用于探测待检测区域；

判断模块，用于根据探测模块的探测结果判断待检测区域是否存在待检测的小型轴承；

图像采集模块，当判断模块判断待检测区域存在待检测的小型轴承，采集所述小型轴承的图像；

模板匹配模块，用于根据图像采集模块采集的图像匹配数据库中的模板图像；

缺陷区域确定模块，用于根据模板匹配模块匹配的模板图像，通过图像帧差法得到采集图像与匹配的模板图像之间的图像差异，并针对图像差异进行分析确定是否存在缺陷区域；

输出模块，用于缺陷区域确定模块的确定结果控制将该小型轴承输送至相应的出料轨道。