[发明专利]一种轴类零件表面质量检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种轴类零件表面质量检测方法及装置。通过工业高速线扫描相机对轴类零件表面拍照，对获得的轴类零件工业高速线扫描图像进行预处理，用改进的阀值迭代算法完成图像分割，通过去除背景、噪点和干扰提取缺陷图像；再结合分割图像各连通域的面积、面积占比、粗短度，并结合图像三维重构的深度信息提取缺陷特征，训练分类器对缺陷类型进行识别。本发明能检测轴类零件表面质量，并且能自动识别轴类零件的表面缺陷类别，具有较高的缺陷识别率，对水渍等伪缺陷具有较好的鲁棒性。

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，具体是一种轴类零件表面质量检测方法及装置。

背景技术

金属轴类零件是各类设备的基础零件，主要起传递扭矩和承受载荷的作用。其质量的好坏直接影响着设备的正常运转和和安全生产。传统的荧光磁粉检测依靠工人手动操作完成，不仅工人劳动强度大，而且检验效率低，不可避免存在误捡、漏检的情况。

近年来，随着机器视觉和光电技术的发展，直接利用图像进行表面缺陷检测的理论研究得到了长足的发展。基于图像的缺陷检测技术引起了学术界和工业界的广泛关注。Saridis等针对工业钢板，通过固定模式扫描图像，对前后差分运算过后的图像进行判断是否存在缺陷。Sayed等提出了一种新的纺织行业织物疵点检测算法，通过使用熵滤波和最小误差阈值分割，使得在织物疵点检测中具有良好性能。Li等针对卷烟标签，改进了现有的缺陷检测算法，提出了将最小外接矩形应用于缺陷形状分析，得到了较好的实用性和较高的检测精度。Zhang等针对多纹理图像中轮胎缺陷的检测，提出了一种基于小波多尺度分析的轮胎缺陷检测方法，利用缺陷边缘测量模型对边缘进行检测以区分缺陷和背景纹理。何再兴等提出了一种基于缺陷特征与种子填充的轮毂缺陷检测方法,通过山峰定位获得缺陷像素小块，利用种子填充算法快速获得缺陷图像。王宣银等提出了一种基于多元图像分析的表面缺陷检测算法，受照明不均匀影响小，提高了图像检测系统的准确性和鲁棒性。李漫丽等针对木板表面节子缺陷被染料染色后难以识别的问题，利用图像融合技术提出一种新的木板表面缺陷检测方法，并验证了基于Laplacian金字塔算法的融合效果最好。在轴类零件的缺陷检测领域，Lu等提出了一种快速检测轴类表面缺陷的方法，通过中值滤波，OTSU阈值分割，数学形态学检验缺陷目标，提取轮廓特征，利用SVM对缺陷分类。孙雪晨等设计了缺陷分割算法和缺陷区域标记算法，完成了对凸轮轴表面的外伤、砂眼、研磨不良等典型缺陷的判定。

综上所述，基于图像的缺陷检测技术特别在轴类工件表面检测上的应用还处于起步阶段，现有检测方法存在图像特征误判率高、检测效率不高等问题。

发明内容

为了提高轴类零件缺陷检测的准确性和鲁棒性，本发明提出了一种轴类零件表面质量检测方法及装置。

本发明采用以下技术方案：

一、一种轴类零件表面质量检测方法，方法包含以下步骤：

步骤1)采用工业高速线扫描相机对轴类零件的表面拍照，获得轴类零件工业高速线扫描图像，轴类零件上设有孔和键，且图像中轴类零件的轴向沿图像水平方向；

具体实施中，工业高速线扫描相机用平行于轴向的高速线对轴类零件进行扫描，扫描后拼接构成完整图像。

步骤2)轴类零件工业高速线扫描图像阈值分割：

采用改进的高灵敏度图像阈值迭代分割方法按照灰度等级对获取轴类零件图像的像素进行分割，分成前景和背景并进行二值化；

步骤3)轴类零件缺陷图像提取：

首先，对分割后的图像进行背景去除；

然后，通过二值图像求取连通域算法获得图像连通域，满足下式Lτ∩Wτ的图像连通域则判断为噪点，并对噪点进行去除，式中，τ为噪点判定阈值，L、W为图像连通域的最小外接矩形长和宽；