一种基于条纹偏折的光滑内壁微小缺陷检测方法与流程

本发明涉及一种光滑内壁微小缺陷检测方法。

背景技术：

在工业生产应用中，许多零件都具有光滑或半光滑内壁，诸如套筒内壁，钢管内壁等。随着该类零件应用需求的不断增加，已进入大批量生产装配的时代。考虑到在大批量生产过程中，难免会发生内壁磕伤，划伤，因此，在该类零件正式投入使用之前，需要引入检测工序，以避免其影响工件最终使用性能，造成无法挽回的损失。但是所存在的问题在于，首先，由于该类零件的形貌限制，往往难以直接检测。其次，该类缺陷往往尺度极小，很难通过正常手段实现检测。

以往检测往往通过人工检测实现。但是人工检测具有以下明显不足：

(1)从生产工艺与成本的角度考虑，人工检测会给生产装配引入不必要的额外环节，不利于全自动生产装配的实现，同时也会增加人工成本。

(2)从生产效率的角度考虑，人工检测速度较慢，无法实现在线检测。

(3)从检测结果的角度考虑，人工检测可靠性无法保证，容易引入人为误差。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种快速可靠的全自动化内壁检测方法，以实现光滑内壁微小缺陷的自动化检测，从而提高生产效率，降低成本。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于条纹偏折的光滑内壁微小缺陷检测方法，用于对没有盖、具有光滑内壁的筒状被测件进行检测，包括下列步骤：

(1)将待测件置于LCD屏幕与相机之间，利用LCD屏幕作为检测光源；

(2)使LCD屏幕显示白色，对感兴趣区域进行提取，利用相机采集此时的光滑内壁的图像，对此时采集的图像依次进行二值化、连通域处理，得到作为感兴趣区域的内壁区域，以便后续处理。

(3)在感兴趣区域内进行缺陷识别，方法如下：

a.使LCD屏幕显示条纹，此时内壁呈现出LCD屏幕中条纹的镜像，用相机拍摄内壁；

b.对于步骤a所拍摄的图像的感兴趣区域进行二值化处理，获得二值化的条纹图像；

c.对二值化的条纹图像进行膨胀运算，若存在缺陷位置，缺陷位置处对应条纹发生断裂；

d.通过连通域处理将各个条纹区域区分开；

e.通过分析各个连通区域面积是否存在异常即可判断是否存在条纹扭曲，从而判断是否存在缺陷。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

(1)由于微小缺陷往往对内壁表面曲率有很大影响，因此通过这种反射式条纹偏折的方法可用来实现微小缺陷的高精度检测。

(2)条纹经过内壁所成的虚像近乎可以认为位于同一个平面，因此与直接通过相机拍摄内壁相比，通过这种方法减小了对相机景深的要求。

(3)本方法结构简单，通过LCD与相机配合即可实现高精度检测，同时可以方便的针对不同缺陷更换条纹类型。

附图说明

图1是本发明所采用的光滑内壁缺陷检测装置结构图。

图2是本发明所提到的光滑内壁缺陷检测原理图。

图3是内壁存在缺陷情况下的条纹情况。

图4是本发明的图像处理流程图。

图中标号说明：1相机；2用于产生条纹的LCD屏幕；3被测件；4表面缺陷；5断裂 (为表面缺陷在条纹中的体现形式)

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进行说明。

如图1所示，本发明提供的光滑内壁缺陷检测方法需要的主要结构有相机1和LCD屏幕 2，通过该方法可检测被测件3光滑内壁上是否存在缺陷。检测原理如图2所示，图中以镜面8来表示内壁中的一小块区域，当镜面不存在缺陷时，条纹6在镜面中所成的像如7所示。当镜面存在表面缺陷4时，条纹受缺陷4的影响，条纹镜像产生偏折5，因此，通过分析镜像是否存在偏折，可以间接判断镜面是否存在缺陷。在实际检测过程中，首先在屏幕2上显示白色的图片，通过相机1拍摄，并提取内壁感兴趣区域。接下来如图3所示，在屏幕上位于套筒内壁的区域内显示图案6，通过相机拍摄图案6在内壁所成虚像7，根据虚像7是否存在条纹弯折来判断套筒内壁是否存在缺陷，一般来说，当内壁存在缺陷，往往伴随着条纹的异常扭曲甚至断裂5。

计算机图像处理流程如图4所示：具体分为感兴趣区域提取与缺陷识别，在感兴趣区域提取过程中，LCD显示全白色，此时由于内壁部分颜色偏黑，因此可以通过二值化实现内壁区域标记，通过连通域处理后，将内壁区域设置为感兴趣区域，以便后续处理。得到感兴趣区域后，接下来在该区域内进行缺陷识别，此时LCD显示条纹，具体图像处理流程为：首先通过二值化标记出条纹位置，其次通过膨胀运算使缺陷位置处对应条纹发生断裂，接下来通过连通域处理将各个条纹区域区分开，最后通过分析各个连通区域面积是否存在异常即可判断是否存在条纹扭曲，从而判断是否存在缺陷。