[发明专利]一种检测表面粗糙度和表面损伤的光学测量系统及方法

摘要

本发明提供了一种检测表面粗糙度和表面损伤的光学测量系统及方法，方法为：将准直激光束斜入射到被测工件表面；按固定的采样方式移动被测工件，拍摄激光束反射方向上的散射图像和工件表面垂直方向上的斑点图像；根据斑点图像灰度值判断是否有表面损伤；如存在损伤，根据斑点图像中的直线状图样所占像素数识别出损伤尺寸；采集没有表面损伤时的散射图像，从中提取出散射特征参数、亮点比或亮点灰度比，利用预先拟合得到的特征参数和表面粗糙度关系曲线或训练好的神经网络或支持向量机模型，计算粗糙度数值。本发明能够同时检测工件表面粗糙度和表面损伤两种特性参数，使用的采样方式可提高表面损伤的检出率，从而保证产品质量和提高生产率。

主权项

1.一种检测表面粗糙度和表面损伤的光学测量系统，其特征在于，包括：/n准直激光器，用于发出准直激光束，所述激光器以设定的角度斜射到被测工件表面；/n采集屏，用于采集携带有表面特性参数信息的空间光散射分布，位于激光束反射方向上，且高度与激光器高度一致；/n拍摄成像模块，包括第一相机和第二相机，所述第一相机位于激光束反射方向上，用于拍摄采集屏上的散射图像；所述第二相机位于被测工件表面激光照射光斑正上方，用于拍摄激光斑点图像；/n图像分析处理模块，与拍摄成像模块相连，用于计算表面粗糙度数值和表面损伤尺寸，包括：/n表面粗糙度计算单元，用于对散射图像进行处理提取散射特征参数、亮点比或亮点灰度比中的至少一个特征参数，并据此基于预先拟合得到的相应特征参数与粗糙度数值关系曲线计算表面粗糙度数值，或者将三个特征参数输入预先训练好的支持向量机模型或神经网络模型中得到表面粗糙度数值；以及/n表面损伤识别单元，用于对斑点图像进行处理，根据斑点图像灰度值与无表面损伤的标准斑点图像灰度值的差值情况判断是否存在表面损伤，以及根据斑点图像中的直线状图样所占像素数识别表面损伤尺寸；/n以及，移动载物台，用于承载被测工件并按照设定的采样方式带动被测工件在前后左右四个方向移动；/n所述散射特征参数根据如下公式计算得到：/n