[发明专利]一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法

说明书

本发明属于数字化检测与测量领域，具体涉及一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，包括如下步骤：利用双目视觉系统对划痕进行成像，得到左右相机的划痕图像。通过图像处理算法分别对左右相机的划痕图像进行预处理，同时通过Canny算子获取划痕边界。利用形态学操作剔除与划痕无关区域，并分别获取左右相机图像中划痕的两个端点。对左右相机图像中的两个划痕的端点进行匹配，并结合双目视觉系统的标定结果获得左相机图像中两个端点的空间坐标，从而计算出划痕的长度。本发明能有效提升飞机表面划痕检测效率，并能计算划痕尺寸判断飞机质量是否合格。

技术领域

本发明属于数字化检测与测量领域，具体涉及一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法。

背景技术

随着智能制造不断向前发展，智能检测也获得广泛关注。在航空制造领域，制造飞机通常使用新型材料，例如铝合金、复合型材料等。这些材料容易被外部尖锐物刮伤，进而引起零部件或者飞机本身的质量问题，甚至影响飞机的飞行性能。然而，现有的划痕、刮伤检测方式依然靠人工目视。这种传统目视的方法存在检测效率低、检测精度低、人为主观因素影响检测结果以及人工密集等缺点。这也严重阻碍了航空智能检测领域的发展。

目前，机器视觉不断在智能检测领域获取积极应用，并极大地提升了产品质量的自动化检测效率，推动了整个行业向前发展。其中，基于机器视觉的划痕缺陷自动检测技术发展尤为迅速，并在光学元件、电路板以及芯片掩模板等检测领域实现应用。该技术主要通过专业设计的光照以及工业相机对零部件或者飞机表面的划痕进行成像，并结合计算视觉算法自动识别出图像中是否存在划痕缺陷，进而替代人工目视实现自动化检测。因此，许多方法提出基于机器视觉方法来实现自动化检测划痕。专利号为CN 107358598 A提出了一种划痕检测方法。该方法对划痕图像进行降噪处理，并对降噪后的图像进行划痕检测来判断是否存在划痕。专利号为CN 105631857 A提出了一种光学元件表面的划痕检测方法进和装置。该方法与装置首先对光学元件表面的图像进行二值化，然后再对得到的划痕信息进行分组来得到感兴趣的区域，以此得到包括长度以及是否存在弯曲的划痕信息。但是上述方法由于其图像处理原理的因素，检测效率较低，还会造成最终的划痕尺寸数据不准确，从而影响最终划痕参数的判断。

发明内容

本发明公开一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，本方法利用双目视觉系统对划痕所成的像进行划痕检测，并通过双目匹配原理计算划痕的空间几何尺寸，进而实现划痕自动检测与尺寸计算。

为了实现上述技术效果，本发明通过下述技术方案实现：

一种基于双目视觉系统的划痕检测与几何测量方法，包括如下步骤：

步骤1.使用双目系统获取划痕图像；

步骤2.对左右相机的图像进行预处理；

步骤3.利用Canny算子提取左右相机图像中的划痕边界；

步骤4.运用形态学操作剔除与划痕无关的区域；

步骤5.分别获取左右相机划痕边界的两个端点；

步骤6.标定双目视觉系统；

步骤7.完成左右相机划痕端点的匹配，并计算左相机的两个划痕端点的空间坐标；

步骤8.通过两个端点的空间坐标计算划痕长度。

进一步地，双目视觉系统所获得的左右划痕图像表示为I_L与I_R；I_L与I_R通过图像处理算法对其进行图像增强，先对I_L与I_R进行傅里叶变换，得到频谱图像，如下所示：