[发明专利]便携式表面缺陷一体化检测装置及表面缺陷自动检测方法

说明书

本申请实施例公开了一种便携式表面缺陷一体化检测装置及表面缺陷自动检测方法，属于表面缺陷检测技术领域，该装置包括:机械支撑固定单元、控制单元、图像采集单元、照明单元、输出单元，该方法包括：缺损检测网络模型和裂纹检测网络模型，缺损检测网络模型用于对图像进行缺损特征提取、分类和缺陷标记，并输出带有缺损标记的图像；裂纹检测网络模型用于对图像进行裂纹特征提取、分类和缺陷标记，并输出带有裂纹标记的图像，该方法可以提高具有复杂背景和低灰度对比的表面缺陷的检出效果，实现对表面缺损缺陷和表面裂纹缺陷的快速准确检测。

技术领域

本申请涉及表面缺陷检测技术领域，尤其涉及一种便携式表面缺陷一体化检测装置及表面缺陷自动检测方法。

背景技术

工业产品在生产过程中，由于生产环境及生产工艺的限制，表面会产生不同程度的质量问题，表面缺陷是最为常见的一种质量问题，例如类陶瓷体产品生产中出现的表面破损、裂纹、划伤等缺陷，均是造成产品不合格的主要因素。如果不能对表面存在缺陷的产品进行及时检查并剔除，在后续使用的过程中就会存在很大的安全隐患，甚至导致危险性高和破坏性大的事故，造成巨大的经济效益损失。正因为如此，在出厂之前需要对每一个产品进行高精度的快速检测，在保证产能的基础上确保所有生产的产品都能够满足其技术指标。

目前，市场中可用于表面缺陷检测的机器视觉产品主要有二维图像传感器和三维轮廓传感器两种类型，且大部分视觉传感设备都被国外垄断，基于2D相机的解决方案是在固定模式光源照明下进行灰度或彩色成像，然后进行图像处理和分析，进行产品表面的缺损信息进行检测，但是，当产品表面背景复杂，对比度低时，2D检测方案对表面破损检出率低，方案基本失效，3D解决方案较2D解决方案的优势是其可以采集产品表面的深度和轮廓信息，有利于进行破损区域的提取，但是当使用它检测微小物体的表面，即尺寸不大于10mm*10mm的细小裂纹时，由于其在x，y方向分辨率较低，且大部分裂纹没有深度信息，裂纹数据会淹没在周围点云中，该方案无法解决微小裂纹的检测，只能依靠2D解决方案协助解决，这样就会造成视觉解决方案中设备成本过高，同时会造成机械传输机构的复杂度和空间尺寸同时增加，最终导致检测方案的成本成倍增加，然而，市场上却无一款可以同时检测两种缺陷的一体化检测设备供用户选择，因此，亟需一款针对微小元件且能适应多种检测任务的一体化检测装置和方法，实现对表面缺陷的快速准确检测。

发明内容

本申请实施例的目的在于提出一种便携式表面缺陷一体化检测装置及表面缺陷自动检测方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供的便携式表面缺陷一体化检测装置，采用了如下所述的技术方案：

一种便携式表面缺陷一体化检测装置，包括：

机械支撑固定单元、控制单元、图像采集单元、照明单元、输出单元，所述机械支撑固定单元包括外壳、固定机构和滤光镜片，所述固定机构用于固定所述图像采集单元，所述控制单元包括控制端口，计算机通过控制端口，控制图像采集单元进行图像采集和控制照明单元进行照明，所述图像采集单元包括相机和第一镜头，所述照明单元包括DLP数字光源和第二镜头，所述第二镜头为照明镜头，所述输出单元包括数据端口，计算机通过数据端口获取采集的图像数据，其特征在于：

所述外壳靠近待检测表面的一侧设有开口，所述滤光镜片贴合在所述外壳的内侧，恰好能够全覆盖所述开口；

所述第一镜头能够通过所述滤光镜片和外壳开口，拍摄所述待检测表面上的图像；

所述DLP数字光源和第二镜头的镜片呈垂直排布，且在所述照明单元为照明状态时，所述DLP数字光源发出的照明光束能依次垂直穿过第二镜头的镜片、滤光镜片、外壳开口，并垂直照射在所述待检测表面上。

进一步的，所述第一镜头可以为带Scheimpflug倾斜调节机制的拍摄镜头。

进一步的，所述固定机构可以为U型固定机构。