[发明专利]镜面、类镜面物体表面缺陷检测方法

权利要求书

1.一种镜面、类镜面物体表面缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对左、右相机及投影装置进行系统标定；投影装置向被测物表面投射光栅条纹，左、右相机采集投射在被测物表面的光栅条纹图像；

任选其中一部相机记为第一相机，另一相机记为第二相机；

利用方法一或者方法二标记缺陷区域：

方法一：

对第一相机采集到的图像进行相位解算，得出绝对相位图；根据绝对相位图中的相位分布，将相位异常的点标记为缺陷点，标记出缺陷区域；

利用高斯函数对绝对相位图中的各点进行增强处理，对增强后的图像进行卷积、滤波处理，最后进行图像阈值分割，得出初始缺陷区域，对初始缺陷区域进行连通域提取和形态学处理，得出最终的缺陷区域；

方法二：

求取第一相机采集到的图像中各点的调制度、法向量和主曲率，基于调制度、法向量和主曲率进行特征识别，将法向量和主曲率异常的点标记为缺陷点，标记出缺陷区域；

2)利用最小外接图形框选所述缺陷区域，从所述最小外接图形的边缘中选取多个边缘点记为预选点集；

3)从所述预选点集中任选一点记为标记点，将其转换到世界坐标系下，得出三维坐标p₁(x_p1,y_p1,z_p1)；通过绝对相位相等，得出点p₁对应在投影装置中的点为q₁，将其转换到世界坐标系下，得出三维坐标q₁(x_q1,y_q1,z_q1)；

记所述标记点对应在被测物表面上的点为s₁(x_s1,y_s1,z_s1)，其中，z_s1＝a×D，a为比例系数，D为第一相机的工作距；比例系数a取值0.8～0.9；

s₁(x_s1,y_s1,z_s1)的坐标中x_s1＝(u-u₀)z_s1/f_x、y_s1＝(v-v₀)z_s1/f_y；

其中，(u₀,v₀)为相机主点，(f_x,f_y)为第一相机的焦距，(u,v)为标记点的图像像素坐标；4)计算矢量v₁＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-p₁(x_p1,y_p1,z_p1)和w₁＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-q₁(x_q1,y_q1,z_q1)；

利用第一相机，得到点s₁的法向量

记点s₁对应在第二相机像平面中的点为p₂，将其转换到世界坐标系下，得出三维坐标p₂(x_p2,y_p2,z_p2)；

通过绝对相位相等，得出点p₂对应在投影装置中的点q₂，将其转换到世界坐标系下，得出三维坐标q₂(x_q2,y_q2,z_q2)；

计算矢量v₂＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-p₂(x_p2,y_p2,z_p2)和w₂＝s₁(x_s1,y_s1,z_s1)-q₂(x_q2,y_q2,z_q2)；

利用第二相机，得到点s₁的法向量

计算法向量n₁、n₂的夹角：

5)令z_s1增加步长Δt，更新点s₁(x_s1,y_s1,z_s1)的坐标位置，利用新的点s₁坐标，重复步骤4)，再次计算夹角β；步长Δt取值0.05～0.3；

6)重复步骤5)，直到z_s1＞b×D时停止迭代，并将得出β值最小的一次对应的点s₁(x_s1,y_s1,z_s1)存储为候选空间点；b为比例系数，其取值1.1～1.2；

7)从预选点集中剔除标记点，得到新的预选点集，重复步骤3)～6)，直到新的预选点集中无点，得出各点所对应的候选空间点；

将各个候选空间点加和求取平均值，此计算结果即为所述缺陷区域中心所在的空间位置坐标，实现对缺陷区域的空间定位。