[发明专利]一种基于条纹投影的物体表面缺陷检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于条纹投影的物体表面缺陷检测方法及系统。该方法包括：获取待识别条纹投影图像的灰度图；采用基于卷积的动态二值化方法对灰度图进行处理；在二值化图像中，每隔M行，提取一行像素；对每一行像素分别进行DBSCAN聚类；选择聚类中心点数量占比最大的行中的任一行作为基准行；将基准行中的聚类中心点作为基准点，向上向下提取与基准点的距离小于2M的聚类中心点，并将其与其对应的基准点归为同一组；对每一组中聚类中心点的位置进行直线拟合，获取不能被直线拟合的外点；对每一组中的外点进行DBSCAN聚类，对每一聚类中的外点的位置进行二次曲线拟合；根据二次曲线的曲率确定物体表面的变形区域。本发明具有运算简单快速且抗噪的特点。

技术领域

本发明涉及物体表面质量检测技术领域，特别是涉及一种基于条纹投影的物体表面缺陷检测方法及系统。

背景技术

N步正弦相移条纹投影结构光测量方法的基本思想是通过投影一组光强成正弦分布的相移条纹图到待测物体表面，由于物体表面高度的变化，从而造成标准条纹图发生形变，在通过CCD相机依次采集变形条纹图，采用相位展开算法获得相位值，利用相位值与高度的映射关系来求解高度值，恢复物体的三维特征。N步正弦相移条纹投影结构光测量方法具有无接触、通用性强的特点，被广泛应用于表面质量检测、逆向工程和三维重建等领域。

在表面质量检测中，存在着缺陷类型单一，缺陷面积较小，条纹投影图像中包含着的投影设备和CCD所产生的噪声，N步正弦相移条纹投影结构光测量方法需要向待测物体投影N幅条纹图且容易受到噪声的干扰等问题。将N步正弦相移条纹投影结构光测量方法直接用于表面质量检测时，不但计算量大，而且容易将噪声误认为是缺陷。因此，针对特定的表面质量缺陷，需要一种简单抗噪的缺陷检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单抗噪的基于条纹投影的物体表面缺陷检测方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于条纹投影的物体表面缺陷检测方法，包括：

获取待识别条纹投影图像的灰度图，所述待识别条纹投影图像为待测物体表面的条纹投影图像；

采用基于卷积的动态二值化方法对所述灰度图进行二值化处理，得到二值化图像；

在所述二值化图像中，每隔M行，提取一行像素，其中，M小于四分之一条纹间距；

对每一行像素分别进行DBSCAN聚类，得到多个聚类中心点；

统计每一行聚类中心点的数量，选择数量占比最大的行中的任一行作为基准行；

将所述基准行中的聚类中心点作为基准点，向上或向下提取与所述基准点的距离小于2M的聚类中心点，并将其记为目标聚类中心点，将所述目标聚类中心点与所述基准点归为同一组；

将所述目标聚类中心点作为新的基准点，跳转至向上或向下提取与所述基准点的距离小于2M的聚类中心点步骤，直至提取到的聚类中心点为第一行或最后一行中的聚类中心点时停止跳转；

对每一组中聚类中心点的位置进行直线拟合，并获取不能被直线拟合的外点；

对每一组中的所述外点进行DBSCAN聚类；

对每一聚类中的外点的位置进行二次曲线拟合；

根据二次曲线的曲率确定物体表面的变形区域。

可选的，所述根据二次曲线的曲率确定物体表面的变形区域，具体包括：

判断所述二次曲线的曲率是否满足设定曲率；

如果是，则根据满足设定曲率的二次曲线中的外点确定变形位置。