[发明专利]一种基于线结构光的铸造类工件表面质量检测方法与系统

权利要求书

1.一种基于线结构光的工件表面质量检测系统，其特征在于包括：PC端上位机、以及作为线结构光三维重建装置的下位机；下位机用于检测得到工件的三维点云数据，主要包括CCD工业相机、线结构激光发生器、主控制器、旋转扫描工作台；旋转扫描工作台与传送装置对接，工件被传送装置传送进入旋转扫描工作台旋转被扫描采集数据后再回到传送装置上而离开；线结构激光发生器用于发射激光照射到工件上；CCD工业相机摄像头用于捕捉图像数据；主控制器用于控制旋转扫描工作台旋转一定角度，并对捕捉的图像数据进行处理得到工件表面轮廓线，然后将扫描得到的轮廓线发送给上位机进行后续的处理。

2.根据权利要求1所述基于线结构光的工件表面质量检测系统，其特征在于所述工件为铸造类工件。

3.一种采用权利要求1-2之一所述基于线结构光的铸造类工件表面质量检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1）工件被传送进入旋转扫描工作台，工件在工作台上旋转一周后回到传送带上离开；

2）下位机将步骤1）过程获得的3D点云数据发送到上位机中，上位机对点云数据进行滤波处理，去掉高频噪声；

3）滤波后的数据分两种分析方式同时进行处理：表面轮廓线分析和3D模型相似度分析；通过两种方式找出工件存在的问题部分并选择进行缺陷标注或直接进行缺陷程度计算；

4）进行缺陷程度计算，并与用户设定的缺陷程度进行对比，若高于设定的缺陷程度，则标注工件不合格，留待工作人员处理，否则标注工件合格，顺利通过。

4.根据权利要求3所述工件表面质量检测方法，其特征在于：

步骤3）中具体包括如下两个同时进行的分析步骤：

3.1）表面轮廓线分析：检测工件是否存在砂眼、渣孔、夹砂之类较小的缺陷，如存在较小的缺陷则进行缺陷标注；如不存在较小的缺陷，则直接转入第4）步进行3D模型相似度分析后的缺陷程度计算；

3.2）3D模型相似度分析：

上位机先根据工件3D点云数据进行三维模型重建，并分别计算重建后模型的体积以及工件原始数字模型体积，将重建后模型的体积与原始数字模型体积进行对比，若两者体积相差小于预设阈值，则直接转入步骤4）进行缺陷程度计算；若两者体积相差大于预设阈值，则认定模型存在缺肉、肉瘤之类较大的缺陷，之后对该存在较大的缺陷的工件的点云进行3D模型相似度分析，找出缺陷的具体位置。

5.根据权利要求4所述工件表面质量检测方法，其特征在于：

步骤3.1）表面轮廓线分析分为中心亚像素提取、轮廓折点提取与分析、和轮廓断点提取与分析三个步骤,首先进行中心亚像素提取，获取经过梯度重心法变换后的图像；

当提取后图像轮廓线表现为折点时进行轮廓折点提取与分析；通过分析轮廓线的一阶导数值变化情况，可以找到轮廓线中的折点，再通过计算折点距离去除工件自身结构的干扰，找出工件表面的凸点或凹陷缺陷；

当提取后图像轮廓线表现为断点时进行轮廓断点提取与分析，得到断点后对断点间的距离进行计算，距离较小的认定为砂眼、气孔、渣孔之类的铸造缺陷，断点较大的认定为工件自身结构轮廓上的断线。