基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113916892A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111146179.8(22)申请日2021.09.28(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人宋旸曹政蔡华俊(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人陈鹏(51)Int.Cl.G01N21/88(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置及方法(57)摘要本发明公开了一种基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置及方法，检测装置由棋盘格标定板、照明模块、成像模块和主控单元组成；棋盘格标定板用于求取多个相机之间的变换矩阵；照明模块用于为检测时提供照明；成像模块用于采集所需检测的刹车盘图像以及滤除自然光的影响，通过支架用于调整相机位置和角度；主控单元用于控制照明模块、成像模块，将采集到的图像进行缺陷的检测与定位，并通过IO卡与PLC通信，接受待检信号、传输检测结果，进而控制流水线上的生产。本发明实现流水线上刹车盘涂胶缺陷的在线自动化检测，弥补了人工检查的不足，缺陷识别精度高，漏检和误检率低，检测速度快，保证了刹车盘的涂胶质量和生产效率。CN113916892ACN113916892A权利要求书1/2页1.一种基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置，其特征在于，由棋盘格标定板、照明模块、成像模块和主控单元组成；所述棋盘格标定板边角设有不对称的圆环特征点，用于计算各相机之间的变换矩阵；所述照明模块用于为检测装置提供光照条件；所述成像模块用于采集需要检测的刹车盘图像；所述主控单元用于控制照明模块、成像模块，将采集到的图像经过图像处理步骤进行缺陷的检测与定位，并通过IO卡与PLC通信，接收待检信号、传输检测结果。2.根据权利要求1所述的基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置，其特征在于，所述棋盘格标定板四个边角分布五个不对称的圆环特征点，用于标定时判断方向；棋盘格中的每个格子为正方形黑白棋盘格，格点数目为8x8。3.根据权利要求1所述的基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置，其特征在于，所述照明模块由16个波长为850nm的红外LED光源与光源控制器组成，用于检测时的照明。4.根据权利要求1所述的基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置，其特征在于，所述成像模块由4个黑白工业相机、红外滤光片和相机支架组成；选择8mm焦距的镜头，搭配850nm的红外滤光片；所述的相机支架用于安装4个黑白工业相机，主相机在正中，辅助相机分布在周围。5.根据权利要求1所述的基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置，其特征在于，所述主控单元提供UI界面，由信号控制和图像处理两部分组成：所述的信号控制包含相机信号的控制、光源信号的控制和通过IO卡和PLC进行通信控制流水线的运作，该通信包括PLC向主控程序发送待检信号和主控信号向PLC发送检测结果信号；UI界面用于检测结果的存取、信号的控制和图像处理算法参数的修改。6.一种基于权利要求1‑5任一所述基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)标定过程：对四个相机采集到的标定板图像进行角点提取；以拥有两个圆环特征点的边角作为顺时针方向的第三个边角，按照一定的次序提取8x8个特征点；根据标定板构建8x8的标准点阵作为标准参考空间，求取四个相机到标准空间的成像透视变换矩阵H；(2)根据(1)中计算的透视变换矩阵对采集到的刹车盘的图像进行处理，映射到标准空间；(3)对四副图像做(4)‑(6)相同的操作，获取目标检测区域上缺陷与非缺陷的黑白分割图像，像素值255表示缺陷，像素值0表示非缺陷；(4)根据刹车盘上固有的圆孔特征进行刹车盘的定位，获得需要检测的环形区域ROI；(5)对ROI进行分区自适应直方图分析，获得异常像素值所在区域；(6)对ROI进行梯度直方图分析，获得异常边界所包含的区域；(7)对(5)和(6)获得的黑白分割图像进行相与，获得每幅图像上的可能缺陷区域；(8)给(7)中获得主相机缺陷图和辅助相机获得缺陷图赋予不同的权重，进行缺陷区域融合分析，获得最终缺陷图，并标记在原图上。7.根据权利要求6所述的基于多目视觉的刹车盘涂胶缺陷检测方法，其特征在于，步骤(4)具体为：(41)对图像进行形态学梯度处理，获得梯度图；2CN113916892A权利要求书2/2页(42)对梯度图寻找轮廓，并按照轮廓的周长、外接矩形的长宽差来筛选出刹车盘上的特定轮廓；(43)根据筛选出的轮廓的中心点组来进行圆环拟合，同时采用RANSAC剔除异常值；通过圆环拟合获得刹车盘的中心和圆孔所在圆环的半径，并以此中心和半径获得目标区域的圆环型MASK与原图相与，获得