[发明专利]一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置，其特征在于，包括底板、装载装置、支撑调节装置、发光装置、工业相机和控制装置，所述发光装置和工业相机与控制装置电连接；所述装载装置上可拆卸安装有待检测塑料管，所述装载装置和支撑调节装置安装于底板上，所述发光装置和工业相机安装于所述支撑调节装置上，且发光装置和工业相机正对于待检测塑料管；控制装置控制装载装置驱动待检测塑料管转动一周，且发光装置发出光射照射到待检测塑料管上而为工业相机提供相应拍摄亮度，工业相机对待检测塑料管进行拍摄。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置，其特征在于，所述支撑调节装置包括X轴支撑杆、Y轴支撑杆和Z轴支撑杆，所述Z轴支撑杆的一端固定安装于底板上，且所述Z轴支撑杆上设有可沿Z轴方向滑动和绕Z轴转动的第一连接块和第二连接块，所述X轴支撑杆安装于第一连接块上而可沿X方向滑动和绕X轴转动调节，所述Y轴支撑杆安装于第二连接块上而可沿Y方向滑动和绕Y轴转动调节；所述发光装置固定安装于X轴支撑杆上，所述工业相机固定安装于Y轴支撑杆上。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置，其特征在于，所述装载装置通过第二调节装置可滑动安装于所述底板上。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置，其特征在于，所述发光装置的光照尺寸大于待检测塑料管的尺寸；所述工业相机的拍摄视野大于待检测塑料管的尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置，其特征在于，所述发光装置为线光源，所述工业相机为线阵工业相机。

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测装置，其特征在于，所述控制装置为单片机或PLC。

7.基于权利要求1所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将待检测塑料管固定安装于装载装置上，装载装置驱动待检测塑料管旋转一周，同时工业相机将旋转的待检测塑料管表面拍摄成一张图像；

步骤2、将合格的塑料管固定安装于装载装置上，装载装置驱动合格的塑料管旋转一周，同时工业相机将旋转的合格的塑料管表面拍摄成一张图像；

步骤3、对采集到的待检测塑料管和合格塑料管的图像进行灰度化处理；

步骤4、取合格塑料管的图像的3个明显的特征区域作为模板创建并得出模板在该图像的位置坐标；

步骤5、对待检测塑料管图像进行模板匹配得出模板在该图像的位置坐标；

步骤6、利用两次位置坐标对待检测塑料管图像进行仿射变化，使待检测塑料管图像与合格塑料管的图像相对应；

步骤7、仿射后的待检测塑料管图像与合格塑料管的图像相互做差，提取缺陷特征。

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S4的具体内容为：

4.1)提取灰度化后的图像中三个特征区域；

4.2)对提取的三个特征区域分别创建模板；

4.3)分别利用三个模板在该图像中进行匹配，得出该模板在该图像的位置坐标，通过以下计算方式得出：

其中f(x,y)为待检测塑料管图像，W(s,t)为模板区域，图像灰度f与w的相关表示如上：x＝1,2,3…,N-K,y＝0,1,2,3…,M-K。

9.根据权利要求7所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S6的具体内容为：

利用三个二维变换矩阵对待检测塑料管图像进行仿射变换，计算如下：

10.根据权利要求7所述的一种基于视觉的塑料管大面积缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S7的具体内容为：

7.1)将合格图像减去仿射变换后的检测图像得到差异区域Sd₁，Sd1＝S₁-S₀；

7.2)将仿射变化后检测图像减去合格图像得到差异区域Sd₂，Sd₂＝S₀-S₁；

7.3)将区域Sd₁与区域Sd₂相结合成SD；

7.4)对差异部分SD提取连通域；

7.5)选择连通域；在提取的连通域中选择面积大于10个像素的连通域，即为待测塑料管缺陷部位。