[发明专利]一种无缝钢管质量检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种无缝钢管质量检测装置的检测方法，其特征在于，包括无缝钢管质量检测装置，所述装置为包括机箱，机箱上设有控制台和与控制台电连接的顺序连接的第一传送带、第一旋转台、第一光源单元、工业相机、第二光源单元、第二旋转台和第二传送带，其中第一光源单元上设有第一环形光源与设在第二光源单元上的第二环形光源相向出光照射，且第一环形光源和第二环形光源的光照范围部分重合，第一环形光源上开设有第一穿孔，第二环形光源上开设有第二穿孔，工业相机获取穿过第一穿孔和第二穿孔之间的待检测的无缝钢管照片；

所述第一光源单元上设有第一光源支架，第一环形光源位于第一光源支架上，并可相对第一光源支架在垂直于待检测的无缝钢管传送方向上位移；

所述第二光源单元设有第二光源支架，第二环形光源位于第二光源支架上，并可相对第二光源支架在垂直于待检测的无缝钢管传送方向上位移，所述控制台上设有与工业相机电连接的显示器；

所述第一旋转台和第二旋转台的结构相同，设有旋转支架，所述旋转支架上设有与旋转支架转动连接的第一旋转滚轮和第二旋转滚轮，第一旋转滚轮、第二旋转滚轮的旋转中心与待检测的无缝钢管的输送方向一致，

所述方法包括如下步骤：

1）利用无缝钢管质量检测装置，分别采集一张不含钢管的图片作为背景图、采集一张待测钢管的图片作为待检测图像；

2）采用背景差法，将步骤1）的两幅图做差，得到差值图；

3）采用大津法对步骤2）得到的差值图做二值化处理，得到差值图的二值图；

4）采用7×7结构对步骤3）得到的二值图中值滤波，然后用Canny算子进行边缘检测，得到边缘图；

5）对步骤4）得到的边缘图做局部处理，找到直径特征点对：以步骤4）中的边缘图中的非零点为中点，根据该中点坐标，取待测图像的8领域，再分别以该8领域内的9个坐标为中点，分别求9个坐标的与其8领域内所有点的最大差值，得到9个差之后，比较这9个差值：如果最大差值成对出现，即为直径特征对，将步骤4）边缘图中非直径特征对坐标置0；

6）用最小二乘法将步骤5）中的直径特征对拟合成两条直线；

7）计算步骤6）得到的两条直线间的距离的平均距离，即为待测钢管的平均直径；

8）计算步骤6）得到的两条直线的中线；

9）保存中线左右64像素的图像，作为检测区域；

10）采用大津法将步骤9）得到的检测区域二值化，得到二值化图；

11）通过坐标变换，将步骤10）得到的的二值化图拓展到步骤1）中待检测图像的大小，得到新的二值化图；

12：提取步骤11）得到的新二值化图的8连通分量，并保存各连通分量图片；

13）用预先训练好的分类器，对步骤12）提取的连通分量图片进行分类，判断各连通分量属于背景还是缺陷；

14）结合步骤7）得到的钢管的平均直径和步骤13）得到的分类信息，即可判断钢管的质量，判断依据为如果平均直径尺寸不在合格范围或者连通分量判断为缺陷，则该钢管检测不合格，最后，在传送带和旋转台的持续作用下，可以通过工业相机6采集到钢管表面全部图片，将每张图片重复步骤1）- 步骤14），即可完成检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤7）中所述的平均距离为：依据点到直线的距离公式，统计出其中一条直线上的全部点到另一条直线的全部距离，取这些距离的平均值即可。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤11）所述的坐标变换为：将步骤10）中的新二值化图的各像素坐标加上步骤8）中的中线减去偏移值即可。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤13）中所述的分类器是通过SVM训练得到的，即依据步骤12）可以获取多个连通分量图片，通过人工选择的方法将连通分量图片分为缺陷和背景两类,作为SVM训练的数据集。