產(chǎn)品表面缺陷視覺(jué)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、表面缺陷檢測(cè)是產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要手段，是智能設(shè)計(jì)與制造不可或缺的重要環(huán)節(jié)。隨著機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以二維圖像和三維點(diǎn)云為載體的缺陷識(shí)別問(wèn)題已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其數(shù)據(jù)處理技術(shù)直接決定了產(chǎn)品表面的缺陷識(shí)別率和幾何精度。圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù)維度不同，但缺陷檢測(cè)原理基本相同，且在數(shù)據(jù)處理方法上也有許多共通之處?；谠撜J(rèn)識(shí)，本文采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，分別對(duì)圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理及缺陷識(shí)別方面的內(nèi)容展開(kāi)理論和算法研究，并通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和實(shí)際產(chǎn)

2、品的缺陷檢測(cè)驗(yàn)證研究成果。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、針對(duì)小缺陷或無(wú)缺陷圖像的漏檢和誤檢等問(wèn)題，對(duì)圖像缺陷分割技術(shù)進(jìn)行研究。提出目標(biāo)方差加權(quán)的類(lèi)間方差缺陷分割法，對(duì)圖像類(lèi)間方差的目標(biāo)方差加權(quán)，其權(quán)重使分割閾值位于單模直方圖的左邊緣或者雙模直方圖的谷底，確保缺陷的高檢測(cè)率和低誤檢率。在鋼板、木材、織物、鋼軌等產(chǎn)品的缺陷分割實(shí)驗(yàn)中，分割閾值接近理想閾值。設(shè)計(jì)鋼軌表面缺陷視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)方案，測(cè)試該方法在機(jī)器視覺(jué)缺陷檢測(cè)中的

3、應(yīng)用效果，實(shí)驗(yàn)表明該方法具有高缺陷檢測(cè)率和低誤檢率，相比于其它缺陷分割法，該方法缺陷檢測(cè)效果更優(yōu)。
　　2、曲率和法向等微分信息估算是點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，為提高曲率計(jì)算的準(zhǔn)確性，采用參數(shù)二次曲面求解點(diǎn)云曲率。針對(duì)尖銳特征曲面在曲率突變區(qū)域估算的法向量誤差大，提出迭代加權(quán)法對(duì)特征點(diǎn)云法向量進(jìn)行修正，以進(jìn)一步提高法向量估算的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)表明該方法對(duì)曲率突變點(diǎn)具有較高的魯棒性，并有計(jì)算效率上的優(yōu)勢(shì)。
　　3、針對(duì)點(diǎn)云去噪和精簡(jiǎn)處理

4、時(shí)，特征區(qū)域被平滑或過(guò)精簡(jiǎn)問(wèn)題造成的過(guò)大誤差，提出特征保留的點(diǎn)云去噪和精簡(jiǎn)方法。采用高斯映射和層次聚類(lèi)相結(jié)合的方法提取特征點(diǎn)的最優(yōu)鄰域，在優(yōu)化鄰域內(nèi)進(jìn)行雙邊濾波去噪，該方法能有效去除噪聲的同時(shí)保留曲面的幾何特征。采用 K均值聚類(lèi)和高斯球上的自適應(yīng)均值漂移聚類(lèi)法分別對(duì)平坦區(qū)域和曲率突變區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)云精簡(jiǎn)，相比于其它點(diǎn)云精簡(jiǎn)方法，該方法精簡(jiǎn)誤差小，精簡(jiǎn)后的點(diǎn)云能更好地保留原始曲面的幾何特征。
　　4、為了檢測(cè)產(chǎn)品表面凹陷、凸包和制造偏差