[发明专利]一种基于图像处理的零件缺陷检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于图像处理的零件缺陷检测方法及系统，属于零件缺陷检测技术领域。方法包括以下步骤：获取多个光源入射角度下的零件表面灰度图像；根据各光源入射角度下凹陷区域对应的灰度图像得到凹陷区域中各像素点的灰度值、各像素点的像素坐标以及各像素点对应的光源入射角度；根据各像素点的灰度值、各像素点的像素坐标以及各像素点对应的光源入射角度，得到凹陷区域中各像素点对应的各光源入射角度下的光照特征向量；利用光照特征向量训练目标网络，得到各光照特征向量对应的反射特征；根据反射特征得到凹陷区域的轮廓周长、轮廓面积以及各像素点对应的深度信息。本实施例能够相对准确的检测零件表面缺陷区域的轮廓信息和深度信息。

技术领域

本发明涉及零件缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于图像处理的零件缺陷检测方法及系统。

背景技术

在机械设备工作时，部分机械零件往往受到磨损和磕碰，例如起重机绞盘、吊件上的滑轮、齿轮等，使得零件表面内部和表面出现损伤，损伤严重时可能影响机械设备的运行，例如使机械设备异常震动，严重时会产生机械故障，影响生产或人员安全；因此需要定时对机械设备进行定时保养维修，尤其是要对重要零件进行缺陷检测，而零件表面的缺陷检测是其中重要的一部分。

零件表面的缺陷可能是由于零件因磨损而使得零件内部应力变化，导致零件表面凹陷，或者由于零件与其他零件异常接触发生碰撞和摩擦而产生缺陷，因此有必要获取零件凹陷的位置，以及面积大小或周长，甚至深度信息，以此来分析或仿真零件的内部应力和外力变化来获得零件损伤情况，或计算零件的磨损情况。

现有中一般使用激光雷达或者双目相机检测零件表面的凹陷，但是由于零件表面的凹陷区域小、深度浅、零件表面纹理不多、零件表面的镜面反射问题等，因此直接用激光雷达或者双目相机对零件表面凹陷进行检测会存在误差大和不准确等问题。

发明内容

本发明提供一种基于图像处理的零件缺陷检测方法及系统，用于解决现有不能准确检测零件表面缺陷的问题，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明一个实施例提供了一种基于图像处理的零件缺陷检测方法及系统包括以下步骤：

获取多个光源入射角度下的零件表面灰度图像；

根据所述零件表面灰度图像判断零件表面是否存在凹陷区域，若存在，则根据各光源入射角度下凹陷区域对应的灰度图像得到凹陷区域中各像素点的灰度值、各像素点的像素坐标以及各像素点对应的光源入射角度；

根据所述各像素点的灰度值、各像素点的像素坐标以及各像素点对应的光源入射角度，得到凹陷区域中各像素点对应的各光源入射角度下的光照特征向量；

利用所述光照特征向量训练目标网络，得到各光照特征向量对应的反射特征；

根据所述反射特征得到凹陷区域的轮廓周长、轮廓面积以及各像素点对应的深度信息。

本发明还提供了一种基于图像处理的零件缺陷检测系统，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现上述的一种基于图像处理的零件缺陷检测方法。

本发明根据零件表面灰度图像判断零件表面是否存在凹陷区域，并根据各光源入射角度下凹陷区域对应的灰度图像得到凹陷区域中各像素点的灰度值、各像素点的像素坐标以及各像素点对应的光源入射角度，进而得到凹陷区域中各像素点对应的各光源入射角度下的光照特征向量；利用光照特征向量训练目标网络，得到各光照特征向量对应的反射特征，根据反射特征得到凹陷区域的轮廓周长、轮廓面积以及各像素点对应的深度信息。本发明将光照特征向量作为得到反射特征的依据，且每个像素点的反射特征对应一个法向量，通过法向量可以建立凹陷区域的三维曲面，因此本发明将反射特征作为得到凹陷区域的轮廓周长和轮廓面积的依据，将凹陷区域的三维曲面作为得到各像素点对应的深度信息的依据，能够减少检测的误差，能够相对准确的检测零件表面缺陷区域的轮廓信息和深度信息。