[发明专利]基于机器视觉的热管管口缺陷检测装置及其方法

权利要求书

1.基于机器视觉的热管管口缺陷检测装置，其特征在于：包括计算机系统和视觉装置；

所述的视觉装置用于水平检测铜管前端的管口缺陷，包括工作台(1)、管口视觉检测机构(2)和热管水平定位机构(3)，所述管口视觉检测机构(2)和热管水平定位机构(3)均安装在工作台(1)上，热管水平定位机构(3)设置在管口视觉检测机构(2)前侧；

热管水平定位机构(3)用于水平固定不同外径和长度的热管，保持热管与管口视觉检测机构(2)的镜头处于同一直线上，管口视觉检测机构(2)采集管口图像信息，并传递给计算机系统；

所述的计算机系统，用于对管口图像进行处理和缺陷识别，包括图像预处理、特征提取和缺陷检测三个模块。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的热管管口缺陷检测装置，其特征在于：所述的管口视觉检测机构(2)包括图像采集系统与视觉仪器装置；图像采集系统安装在视觉仪器装置上；

图像采集系统包括相机(2-5)、镜头(2-6)、光源(2-7)和光源控制器；

视觉仪器装置包括视觉支撑板(2-1)、微调滑台安装板(2-2)、微调滑台(2-3)、相机安装板(2-4)、光源固定块(2-8)、光源固定座(2-9)、光源滑动板(2-1)(0)；

镜头(2-6)安装在相机(2-5)上，相机(2-5)设置在相机安装板(2-4)上，并连接计算机系统，相机安装板(2-4)固定在微调滑台(2-3)上，微调滑台(2-3)通过微调滑台安装板(2-2)安装在视觉支撑板(2-1)上，视觉支撑板(2-1)固定在工作台(1)上；

光源(2-7)通过光源固定块(2-8)安装在光源滑动块(2-1)(0)上，光源滑动块(2-1)(0)滑动安装在光源固定座(2-9)上，并且光源滑动块(2-1)(0)安装在视觉支撑板(2-1)内侧，光源固定座(2-9)和光源固定块(2-8)底部设置在工作台(1)上。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的热管管口缺陷检测装置，其特征在于：所述的热管水平定位机构(3)包括定位底座(3-1)、热管(3-2)、热管固定器(3-3)、后定位块(3-4)、定位螺丝(3-5)；定位底座(3-1)通过平键和螺丝固定在工作台(1)上，热管固定器(3-3)与后定位块(3-4)设置在定位底座(3-1)上方开设的槽孔内，热管(3-2)放置在热管固定器(3-3)上的V型槽上，后定位块(3-4)对热管(3-2)后端口进行定位，热管固定器(3-3)和后定位块(3-4)通过定位螺丝(3-5)固定在底座(3-1)上；

所述的相机(2-5)、镜头(2-6)、光源(2-7)与热管(3-2)保持在同一直线上。

4.基于机器视觉的热管管口缺陷检测方法，其特征在于：采用权利要求1到3任一项所述的基于机器视觉的热管管口缺陷检测装置，包括以下步骤：

步骤一：图像预处理模块包括图像采集、图像裁剪和轮廓检测部分；管口视觉检测机构(2)中的相机(2-5)所采集的图片传入计算机系统中，运用灰度重心法裁剪出含有管口特征的感兴趣区域，通过形态学处理获得管口端面的形状区域和内外轮廓；

步骤二：特征提取模块包括目标定位、目标展平、骨架提取部分；利用最小二乘圆拟合法计算内外轮廓的拟合圆，结合均值合并法完成管口的质心位置定位与圆环大小检测，将目标区域进行极坐标变换，得到管口展平图像，通过细化算法与平滑处理，提取管口中心骨架；

步骤三：缺陷检测模块包括毛刺缺陷检测与失圆缺陷检测两部分；采用骨架梯度方向边缘搜索算法，获取不同位置的管口宽度测量值，设置宽度容差值判别毛刺缺陷；分析骨架线波动特征，设置位置容差值判别失圆缺陷，以上检出任一种缺陷，则判断管口质量不合格。