[发明专利]一种单目视觉方钢管混凝土柱三面检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种单目视觉方钢管混凝土柱三面检测装置，其特征在于，包括可承载放置方钢管混凝土柱工件的工作台，远离所述工作台的前方放置有朝向工件且用于检测工件的检测模块，所述检测模块与计算机电连接，所述工作台顶面设置带有镜面且用于反射工件左右侧面的镜面反射模块，工件朝向所述镜面反射模块的左侧面和右侧面均粘贴有白纸，所述镜面反射模块包括各放置于工件左侧和右侧的镜面反射机构，所述镜面反射机构包括放置于所述工作台顶面的底座，所述底座顶部与平移滑块一端卡合相连，所述平移滑块可沿与底座顶部卡合位置进行水平直线移动；所述平移滑块另一端与支架中部卡合相连，所述支架可沿与所述平移滑块卡合位置进行垂直直线移动；所述支架朝向工件的侧面设有水平旋转支架与所述支架底部枢转相连，所述水平旋转支架设有弧形凸出块插入所述支架的顶部孔；所述水平旋转支架侧部与竖直旋转支架枢转相连，所述竖直旋转支架设有弧形凸出块插入所述水平旋转支架另一侧的侧孔内；所述水平旋转支架朝向于工件的侧面设有镜面，所述底座与所述平移滑块、所述平移滑块与所述支架、所述支架与所述水平旋转支架、所述水平旋转支架与所述竖直旋转支架均通过螺钉相对固定。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块为用于采集图像的CCD工业相机。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述镜面反射机构的镜面反射面与工件左侧面或工件右侧面夹角均为0°～45°。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述镜面反射机构的镜面反射面与工件左侧面或工件右侧面夹角均为15°。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，粘贴于工件左侧面或右侧面的所述白纸尺寸为100mm*100mm，粘贴于工件后的所述白纸底端边沿高于工件底部边沿150～200mm。

6.一种使用如权利要求4所述装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立图像库和色彩模块分类库；

2)对所述CCD工业相机进行标定，获取相机的内参数以及畸变参数；

3)通过外接的压力装置对方钢管混凝土柱加压，同时通过CCD工业相机对工件及所述镜面反射模块拍摄以得到校正后的目标图像；

4)将所述步骤3)拍摄得到的图像分割为左侧面图像、正向表面图像以及右侧面图像，并对所述左侧面图像、所述正向表面图像以及所述右侧面图像进行预处理；

5)利用模板匹配原理将预处理后图像与预设图像库中图像模板匹配对比，以判断是否存在裂纹；利用图像模板对目标图像进行遍历，取遍历过程中的最大SAD值作为相似性测度，其中最大SAD值为绝对差值和，最大SAD值越小则说明模板图像与目标图像越相似，通过比较不同模板图像与目标图像之间最大SAD值可以得到目标图像与哪个模板图像最为相似，当所有的SAD值都较大，不满足阈值条件时，则认为不存在裂纹，

其中SAD相似性测度计算公式如下：

式中，s为待匹配图像，t是M*N的图像模板，SAD(i,j)为s中以坐标值为(i,j)的像素点为锚点的SAD相似性测度；

若目标图像与图像模板的相似程度足以判断该处特征为裂纹时，则需进一步计算裂纹的长度和宽度；若目标图像与图像模板相似程度不足以判断特征为裂纹时，则输出为0。