[发明专利]一种棒材表面缺陷尺寸面积确定方法

权利要求书

1.一种棒材表面缺陷尺寸面积确定方法，其特征在于，包括：

利用3D线扫描相机和2D线阵相机采集待检测棒材的表面图像，在2D线阵相机采集的图像中检测出待检测棒材的表面缺陷；

在3D线扫描相机得到的3D深度图中获取到缺陷所在位置曲线上的多点坐标信息，利用这些点拟合出曲线方程，对曲线做弧长积分得到实际的长度，实现曲线展开算法；

将缺陷区域分解为多个小矩形，利用曲线展开算法计算所有小矩形面积来求和得到缺陷区域的面积；

其中，所述在3D线扫描相机得到的3D深度图中获取到缺陷所在位置曲线上的多点坐标信息，利用这些点拟合出曲线方程，对曲线做弧长积分得到实际的长度，实现曲线展开算法包括：

根据从2D线阵相机图像到3D线扫描相机深度图之间的对应关系，在3D线扫描相机得到的3D深度图中确定缺陷对应的外接矩形，在3D深度图中使用a₁、b₁、c₁和d₁四个点来表示缺陷外接矩形，其中，将缺陷的长度方向定义为棒材运动方向x，缺陷的宽度方向定义为垂直于x的y方向，即：棒材宽度方向；

缺陷的长度l＝(d_1x-c_1x)×δ，d_1x、c_1x分别表示x方向上的c₁点和d₁点的x坐标，δ表示在棒材运动方向上每条采集线对应的采样精度；

缺陷的宽度由y方向的a₁点和b₁点之间的曲线长度确定，即：获取a₁点和b₁点之间的曲线上的多个点拟合出曲线方程，对曲线做弧长积分得到曲线的实际长度，即：缺陷的宽度，实现曲线展开算法；

其中，曲线方程表示为：

z＝ky²+my+n

其中，输入矩阵M为：

参数向量Q为：

输出矩阵R为：

其中，k、m、n都表示参数系数；y₁,y₂…y_n表示a₁点和b₁点之间的曲线上的n个点对应的y坐标；z₁,z₂…z_n表示a₁点和b₁点之间的曲线上的n个点对应的z坐标，z坐标用于体现深度信息；

计算满足方程M×Q＝R的Q的最优解最优的解满足：

在这一条件下得到最优解

其中，M^T表示M矩阵的转置；

得到最优解后，利用弧长积分公式对曲线做弧长积分得到缺陷的宽度：

其中，w表示缺陷的宽度，z′²表示z导数的平方。

2.根据权利要求1所述的棒材表面缺陷尺寸面积确定方法，其特征在于，在利用3D线扫描相机和2D线阵相机采集待检测棒材的表面图像，在2D线阵相机采集的图像中检测出待检测棒材的表面缺陷之前，所述方法包括：

沿棒材运动方向依次安装3D线扫描相机、2D线阵相机，其中，3D线扫描相机和2D线阵相机安装在平行于棒材运动方向的运动机构上，且3D线扫描相机和2D线阵相机距离棒材表面的最小距离为固定值；

对2D线阵相机和3D线扫描相机在y和x方向的关系进行标定，得到从2D线阵相机图像到3D线扫描相机深度图之间的对应关系，其中，x方向为棒材运动方向，即：棒材长度方向，y方向表示棒材宽度方向。