[发明专利]一种钢坯表面及近表面缺陷复合检测方法及装置

权利要求书

1.一种钢坯表面及近表面缺陷复合检测方法，用于检测放置于翻转机构上的预检钢坯，所述翻转机构将所述钢坯翻转180⁰，使所述钢坯的上半表面、下半表面分别处于待检位置；

其特征在于，包括下列步骤：

S1：获取3D相机采集的钢坯上半表面的第一3D图像；

S2：获取在紫外LED光源下2D相机采集的第一彩色2D图像，采集于被磁化、被磁悬液喷淋的所述上半表面；

S3：重复上述步骤，分别获取所述钢坯的下半表面的第二3D图像、第二彩色2D图像；

S4：依据所述第一3D图像、所述第二3D图像的纹理特征复杂程度进行区域划分，并表征3D图像轮廓网格，并进行纹理分析、边缘提取，以分别获取3D图像细节信息；对所述第一彩色2D图像、所述第二彩色2D图像采集，并进行纹理分析、边缘提取，以分别获取2D图像细节信息；

S5：依据所述第一彩色2D图像、所述第二彩色2D图像的纹理特征复杂程度进行区域划分，依据预设2D图像的标准阈值判断出异常区域，标识所述异常区域位置及面积；

将所述第一彩色2D图像中磁粉聚集的表面异常区域与所述第一3D图像的空间位置及纹理相对应、匹配，从所述第一彩色2D图像中滤除所有与所述第一3D图像匹配的非缺陷类的异常信息，获取所述钢坯上半表面的异常信息，依据预设缺陷种类信息分析判断所述缺陷类型，提取和定量计算，获取缺陷的面积、深度及缺陷发生的具体位置，并标记为第一缺陷信息；

将所述第二彩色2D图像中磁粉聚集的表面异常区域与所述第二3D图像的空间位置及纹理相对应、匹配，从所述第二彩色2D图像中滤除所有与所述第二3D图像的图像信息相一致的非缺陷类异常信息，获取所述钢坯下半表面的异常信息，依据预设缺陷种类信息分析判断所述缺陷类型，提取和定量计算，获取缺陷的面积、深度及缺陷发生的具体位置，并标记为第二缺陷信息。

2.根据权利要求1所述的钢坯表面及近表面缺陷复合检测方法，其特征在于，

S1还包括：所述3D相机、所述2D相机的放置数量及位置与所述钢坯的形状相匹配，均获得预设表面轮廓且满足预设的分辨率要求。

3.根据权利要求2所述的钢坯表面及近表面缺陷复合检测方法，其特征在于，S1还包括如下步骤：所述钢坯包括方型钢坯、圆角方型钢坯及圆钢，检测所述方型钢坯时，所述方型钢坯的棱边位于正上方，当检测所述圆角方型钢坯时，所述圆角位于正上方。

4.根据权利要求3所述的钢坯表面及近表面缺陷复合检测方法，其特征在于，

当所述钢坯为方型钢坯时，垂直于两侧面对称设置两个所述3D相机，当为圆角方型钢坯时，对应所述大圆角及两侧面均设置有所述3D相机；

当所述钢坯为方型钢坯时，顶部及对称垂直于两侧面设置所述2D相机，当为圆角方型钢坯时，除顶部设有所述2D相机外，两侧面对称设置的所述2D相机摄像头向下倾斜放置，所述摄像头中心线与两侧面垂线夹角为锐角，使得三部所述2D相机获取的所述钢坯被测表面2D图像满足预设要求。

5.一种钢坯表面及近表面缺陷复合检测装置，其特征在于，包括：

3D相机，用于获取预测的钢坯表面的3D图像；

2D相机，用于在紫外LED光源下获取所述钢坯表面的彩色2D图像；

磁化与磁悬液喷淋装置，用于将所述钢坯磁化、将磁悬液喷淋到所述钢坯表面上；

计算机，与所述3D相机、所述紫外LED光源、所述2D相机、磁化与磁悬液喷淋装置连接，用于处理获取的3D图像与2D图像，匹配过滤掉2D图像中的非缺陷类的异常信息，获取裂纹类缺陷，并标记应用，包括获取单元、储存单元、图像分割单元、图像处理单元、计算单元、标记单元、控制单元；其中，

所述获取单元，用于获取所述3D相机产生的第一3D图像、第二3D图像，所述2D相机产生的第一彩色2D图像、第二彩色2D图像；

所述储存单元，用于储存预设缺陷种类信息、预设2D图像的标准阈值、所述获取单元获取的信息、缺陷计算及标记结果；

所述图像分割单元，依据图像的纹理特征复杂程度将所述第一3D图像、第二3D图像、所述第一彩色2D图像、所述第二彩色2D图像进行区域划分；

所述图像处理单元包括3D图像处理单元和2D图像处理单元；

所述3D图像处理单元，用于对3D图像进行纹理分析、边缘提取、表征3D图像轮廓网格；

所述2D图像处理单元，用于对2D图像进行纹理分析、边缘提取；并依据预设缺陷种类信息分析判断缺陷的类型，并匹配相应位置；从2D图像中滤除所有与3D图像中匹配的异常信息，获取所述钢坯表面及近表面真实的异常信息；

所述计算单元，用于定量计算，包括面积及深度的计算；

所述标记单元，用于标记缺陷类型、位置信息；

控制单元，依据预设程序控制装置执行动作。