[发明专利]对车轮的荧光磁粉缺陷进行自动定位的装置和方法

权利要求书

1.一种对车轮的荧光磁粉缺陷进行自动定位装置，其特征在于，包括：图像采集处理装置、编码采集器和缺陷自动定位装置，所示缺陷自动定位装置和图像采集处理装置、编码采集器电路连接；

所示的图像采集处理装置，用于采集荧光磁粉探伤区域的车轮图像，提取车轮图像中的缺陷区域，并判断缺陷类型，将采集的车轮图像和车轮图像的采集时间发送给缺陷自动定位装置；

所述的编码采集器，用于和车轮接触，随着车轮同步转动，并且在转动的同时产生和车轮转动的距离对应的编码数据，将产生的编码数据和编码数据对应的编码时间信息实时传输给缺陷自动定位装置；

所述的缺陷自动定位装置，用于根据编码采集器传输过来的编码数据确定车轮转动的距离，再结合预先设定的车轮的转速确定车轮的位置信息，将编码数据对应的编码时间信息和荧光图像采集处理显示装置传输过来的车轮图像的采集时间进行匹配，获取车轮图像对应的车轮的位置信息；

还包括；

灯光控制器，用于包括一个紫外光灯发射装置以及一个外界光亮检测装置，外界光亮检测装置采集车轮所在的环境的外界光照强度，将采集的外界光照强度传输给紫外光灯发射装置，紫外光灯发射装置用于发射紫外光照射车轮的荧光磁粉探伤区域，并且紫外光灯发射装置发射的紫外光的强度和外界光照强度一致；

所述荧光图像采集处理显示装置包括；

图像采集单元，用于通过相机采集荧光磁粉探伤区域的车轮图像；

图像预处理单元，用于使用引导滤波的方法对所述车轮图像进行预处理，提升缺陷区域边缘的对比度；

图像缺陷区域分割单元，用于通过图像阈值分割的方法提取预处理后的车轮图像中的缺陷区域；

缺陷区域特征提取单元，用于提取分割后图像中缺陷区域的连通域，对所述连通域进行相关图像特征的提取，提取缺陷区域的几何形状特征、目标不变矩特征和局部二值模式特征；

缺陷类型分类模块，用于将所述缺陷区域的几何形状特征、目标不变矩特征和局部二值模式特征输入到softmax多分类器，通过softmax多分类器对车轮图像的缺陷区域进行分类识别，得到相应不同类型缺陷分别对应的概率值，分析出该缺陷区域最大概率为哪一类型的缺陷；

所述的缺陷自动定位装置包括；

车轮位置计算模块，用于根据编码采集器传输过来的编码数据确定车轮转动的距离，再结合预先设定的车轮的转速确定车轮的位置信息，该位置信息包括车轮的当前位置的相对起始坐标；

车轮位置和图像匹配模块，用于将编码数据对应的编码时间信息和荧光图像采集处理显示装置传输过来的车轮图像的采集时间进行匹配，当编码时间和车轮图像的采集时间一致时，则将编码时间对应的车轮的位置信息确定为车轮图像对应的车轮的位置信息；

信息存储模块，用于将车轮图像、缺陷类型和车轮图像对应的车轮的位置信息进行关联存储。

2.一种对车轮的荧光磁粉缺陷进行自动定位方法，其特征在于，包括：

采集荧光磁粉探伤区域的车轮图像，提取车轮图像中的缺陷区域，并判断缺陷类型，记录车轮图像的采集时间；

将编码采集器和车轮接触，所述编码采集器随着车轮同步转动，并且在转动的同时产生和车轮转动的距离对应的编码数据，记录编码数据对应的编码时间；

根据所述编码数据确定车轮转动的距离，再结合预先设定的车轮的转速确定车轮的位置信息，将编码数据对应的编码时间和车轮图像的采集时间进行匹配，获取车轮图像对应的车轮的位置信息；

还包括；

通过外界光亮检测装置采集车轮所在的环境的外界光照强度，将采集的外界光照强度传输给紫外光灯发射装置，紫外光灯发射装置发射紫外光照射车轮的荧光磁粉探伤区域，并且紫外光灯发射装置发射的紫外光的强度和外界光照强度一致；

所述的采集荧光磁粉探伤区域的车轮图像，提取车轮图像中的缺陷区域，并判断缺陷类型，记录车轮图像的采集时间，包括；

通过相机采集荧光磁粉探伤区域的车轮图像；

使用引导滤波的方法对所述车轮图像进行预处理，提升缺陷区域边缘的对比度；

通过图像阈值分割的方法提取预处理后的车轮图像中的缺陷区域；

提取分割后图像中缺陷区域的连通域，对所述连通域进行相关图像特征的提取，提取缺陷区域的几何形状特征、目标不变矩特征和局部二值模式特征；

将所述缺陷区域的几何形状特征、目标不变矩特征和局部二值模式特征输入到softmax多分类器，通过softmax多分类器对车轮图像的缺陷区域进行分类识别，得到相应不同类型缺陷分别对应的概率值，分析出该缺陷区域最大概率为哪一类型的缺陷；

所述的根据所述编码数据确定车轮转动的距离，再结合预先设定的车轮的转速确定车轮的位置信息，将编码数据对应的编码时间和车轮图像的采集时间进行匹配，获取车轮图像对应的车轮的位置信息，包括；

根据编码采集器传输过来的编码数据确定车轮转动的距离，再结合预先设定的车轮的转速确定车轮的位置信息，该位置信息包括车轮的当前位置的相对起始坐标；

将编码数据对应的编码时间信息和荧光图像采集处理显示装置传输过来的车轮图像的采集时间进行匹配，当编码时间和车轮图像的采集时间一致时，则将编码时间对应的车轮的位置信息确定为车轮图像对应的车轮的位置信息；

将车轮图像、缺陷类型和车轮图像对应的车轮的位置信息进行关联存储；

还包括：

如果softmax多分类器对车轮图像的缺陷区域分类后，不同类型缺陷对应的概率值之间的差值小于设定的数值，对softmax多分类器的敏感度进行重新设定，并利用softmax多分类器对车轮图像的缺陷区域进行二次分类；

所述的方法还包括：

如果分割后图像中缺陷区域的连通域的个数为0，则判断所述缺陷区域为正常区域，所述车轮图像中不包含缺陷。