[发明专利]一种刹车片表面缺陷的自动检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种刹车片表面缺陷的自动检测方法及装置，属于图像处理技术领域。包括：提取刹车片摩擦材料部分；获取摩擦材料部分的最小外接矩形的相关参数，根据最小外接矩形对图像进行裁剪；将裁剪后的图像分割为若干小窗口，为每个小窗口构建灰度共生矩阵并计算特征参数值；对所有小窗口的特征参数值进行PCA降维处理和聚类分析，根据聚类分析结果判断刹车片是否存在缺陷。本方法能根据刹车片摩擦面自身的纹理情况，利用灰度共生矩阵及聚类分析自动判断出有无缺陷部位，不受刹车片型号、表面纹理的限制，同时不需要提前制作模板，避免了繁琐的模板制作过程，因而具有广泛的适用性，能快速实时地检测出刹车片表面是否存在缺陷。

技术领域

本发明涉及一种刹车片表面缺陷的自动检测方法及装置，属于图像处理技术领域。

背景技术

汽车用制动器衬片俗称“刹车片”是以耐热增强纤维、粘结剂、摩擦性能调节剂和矿物填料为原料，经混拌、热压制、热处理磨削后，粘结(或铆接)到钢背(或蹄铁)上而制成。刹车片是汽车制动系统中最关键的部件，汽车的刹车制动全靠它与制动盘(鼓)的摩擦来实现，刹车片的质量直接影响到汽车安全性能，直接关系到汽车使用者和行人的人身安全。

刹车片制作过程中，摩擦材料面会出现凹陷、裂纹、缺口等缺陷。目前都是靠人工目测检查筛选剔除不合格的刹车片，但是人工检查存在准确性不高、实时性差、效率低下、劳动强度大等诸多弊端，而机器视觉是一种无接触、无损伤的自动检测技术，是实现设备自动化、智能化和精密控制的有效手段，具有实时性高、生产效率高等突出优点。

中国专利文献号CN201810535607，公开日2018-11-27，记载了一种刹车片轮廓缺陷的自动检测方法，该方法利用模板匹配法与差影法结合的方法，检测刹车片的轮廓缺陷，但是市面上刹车片的型号繁多，为每种类型的刹车片均制作模板，工作量大且过程繁琐；而且刹车片产生缺陷部位随机且缺陷种类随机，不仅仅局限于轮廓缺陷，还有可能出现在中间部分的裂纹，凹陷等。中国专利文献号CN201510662807，公开日2016-02-03，记载了刹车片外观缺陷多工位在线检测装置及方法；中国专利文献号CN201510661607，公开日2015-12-23，记载了刹车片外观缺陷组合式多光源在线检测装置及方法，这两篇专利中的缺陷检测方法同样是先标定相机，制作模板，利用模板匹配检测轮廓是否有缺陷，然后采用差影法进行特征提取、blob分析，从而判断刹车片表面缺陷尺寸是否合格；该方法仍然存在相同的问题，均需要提前为每种型号的刹车片制作模板，而且一旦相机标定情况发生变化，就得重新制作模板，工作耗时且过程繁琐。

综上所述，目前已有的基于机器视觉检测方法有基于模板匹配、差影法的缺陷检测方法，该方法需要提前制作标准刹车片的模板，在面对大量的刹车片种类及数量的情况下，不能快速实时地检测生产出的刹车片；还有基于边缘检测、图像分割的缺陷检测方法，该方法只能检测型号单一、表面纹理情况单一的刹车片，在检测表面纹理情况复杂的刹车片时，检测效果不好，容易导致误检率较高。针对市面上刹车片的种类繁多、型号不一、表面纹理情况复杂、缺陷的种类及发生的部位不一的情况下，现有的缺陷检测方法并不能广泛的应用于工业现场来完全取代人工检测，因此需要一种能够针对不同型号、不同表面纹理情况的刹车片都进行快速检测的自动检测方法。

发明内容

为了解决目前存在的对于不同型号、不同表面纹理情况的刹车片进行检测时存在的误检率较高、同时检测前需提前制作标准模板、无法实时对生产出来的刹车片进行缺陷检测的问题，本发明提供一种刹车片表面缺陷的自动检测方法和装置。

本发明的第一个目的在于提供一种刹车片表面缺陷的自动检测方法，所述方法包括：

对预处理后的刹车片图像进行感兴趣区域的提取，得到提取图像，所述感兴趣区域为刹车片摩擦材料部分，所述提取图像中刹车片的钢背及背景的灰度值均被置为0；

获取提取图像中摩擦材料部分的最小外接矩形的中心点，宽度，高度及旋转角度，并根据最小外接矩形对提取图像进行裁剪；