本發(fā)明涉及一種基于全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，常用的外觀檢測技術(shù)是人工目測法和視覺取像法。由于人工檢測存在主觀性，易誤廢，造成經(jīng)濟損失；人眼判斷，缺乏量化評價，效率不高；此外檢測數(shù)據(jù)不能追溯共享，難以納入質(zhì)量管理體系。

視覺取像可以獲取被測物外觀圖像并進行量化分析，解決目測法的不足，受到業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員的青睞，但是對于內(nèi)孔、窄縫等不能直接取像的工況，急需一種獲取視覺圖像的取像系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測裝置及方法，本發(fā)明利用機器視覺代替人眼觀察被測物體，采集圖像信息并處理，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，為后續(xù)處理做準備；采用線陣ccd相機平面鏡全反射動態(tài)取像的方式獲取圖像，解決孔內(nèi)空間狹窄，無法直接取像的工況。根據(jù)此原理，可推廣到其他空間狹窄的內(nèi)側(cè)面質(zhì)量檢測。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測裝置，包括調(diào)節(jié)支架、圖像采集模塊、支撐筒和反射鏡，其中，所述支撐筒設(shè)置在調(diào)節(jié)支架上，為中空結(jié)構(gòu)，支撐筒內(nèi)上端設(shè)置有圖像采集模塊，所述支撐筒下端設(shè)置有反射鏡，且支撐筒上與反射鏡的照射面相對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有圖像采集口，且反射鏡與圖像采集模塊的位置相適配，調(diào)節(jié)支架帶動支撐筒在孔內(nèi)運動，通過反射鏡反射孔內(nèi)表面圖像，圖像采集模塊采集孔內(nèi)各個位置處的圖像。

進一步的，所述反射鏡的兩側(cè)各設(shè)置有一個光源，以減少環(huán)境亮暗對圖像質(zhì)量的影響。

進一步的，所述光源為led照明光源，且兩光源的光線夾角為70°-150°。

進一步的，所述支撐筒下端面向反射鏡的一側(cè)設(shè)有缺口，構(gòu)成圖像采集口。

優(yōu)選的，所述圖像采集口的徑向?qū)挾却笥诜瓷溏R的寬度，圖像采集口的高度大于反射鏡的長度，以保證采集圖像的質(zhì)量和無阻礙。

優(yōu)選的，所述圖像采集模塊為線陣ccd相機。

優(yōu)選的，所述反射鏡為平面鏡，且其與豎直方向的夾角為30°-60°。

進一步的，所述調(diào)節(jié)支架為三維運動機構(gòu)，帶動支撐筒在孔內(nèi)進行x、y或/和z軸方向運動，實現(xiàn)孔內(nèi)圖像的動態(tài)采集。

進一步的，所述圖像采集模塊與支撐筒的連接處設(shè)置有微調(diào)機構(gòu)，以調(diào)整圖像采集模塊與支撐筒的相對位置和相對角度。

一種基于全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測方法，利用平面反射鏡將孔內(nèi)表面圖像從水平方向轉(zhuǎn)換為縱向方向，利用圖像采集模塊將反射的圖像進行采集，實時調(diào)整平面反射鏡與孔內(nèi)表面的相對位置，實現(xiàn)孔內(nèi)表面的圖像動態(tài)采集。

進一步的，所述圖像采集模塊連接有處理器，處理器接收采集的圖像數(shù)據(jù)和各圖像對應(yīng)的采集點的信息，進行圖像處理，檢測圖像質(zhì)量，以確定是否存在孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明通過支撐筒、反射鏡的相配合，解決空間狹窄，無法直接取像的工況要求；實現(xiàn)了操作人員無需經(jīng)驗即可輕松操作取像系統(tǒng)，完成檢測；

(2)增加led照明光源，以減少環(huán)境亮暗對圖像質(zhì)量的影響；

(3)本發(fā)明利用調(diào)節(jié)支架控制取像機構(gòu)的運動，能夠進行完整的逐點取像和動態(tài)取像；

(4)檢測結(jié)果精度高，降低誤判，節(jié)約成本，提高企業(yè)的質(zhì)量管理，降低管理成本。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。

圖1是本發(fā)明平面鏡成像原理圖；

圖2(a)、圖2(b)是本發(fā)明的平面鏡、光源擺放圖；

圖3是本發(fā)明的運動狀態(tài)一圖；

圖4是本發(fā)明的運動狀態(tài)二圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在主觀性，易誤廢，造成經(jīng)濟損失；人眼判斷，缺乏量化評價，效率不高；此外檢測數(shù)據(jù)不能追溯共享，難以納入質(zhì)量管理體系的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N基于線陣ccd全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測裝置。利用機器視覺代替人眼觀察被測物體，采集圖像信息并處理，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，為后續(xù)處理做準備；采用線陣ccd相機平面鏡全反射動態(tài)取像的方式獲取圖像，解決孔內(nèi)空間狹窄，無法直接取像的工況。根據(jù)此原理，可推廣到其他空間狹窄的內(nèi)側(cè)面質(zhì)量檢測。

本發(fā)明將人眼檢測轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像采集并處理，以此來量化現(xiàn)有的檢測技術(shù)，不論有無經(jīng)驗的操作人員，只要將取像系統(tǒng)對準檢測對象表面，就能獲取圖像，并判斷接觸面積是否合格。取像系統(tǒng)包括線陣ccd相機、鏡頭、led照明光源、平面鏡以及滿足運動要求的機械結(jié)構(gòu)。設(shè)計了平面鏡全反射裝置，間接取像，滿足狹小空間的取像要求。增加led照明光源，以減少環(huán)境亮暗對圖像質(zhì)量的影響。設(shè)計了機械運動結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)完整取像要求。

本申請的一種典型的實施方式中，如圖1所示，提供了一種基于全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測裝置，包括調(diào)節(jié)支架、圖像采集模塊、支撐筒和反射鏡，其中，所述支撐筒設(shè)置在調(diào)節(jié)支架上，為中空結(jié)構(gòu)，支撐筒內(nèi)上端設(shè)置有圖像采集模塊，所述支撐筒下端設(shè)置有反射鏡，且支撐筒上與反射鏡的照射面相對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有圖像采集口，且反射鏡與圖像采集模塊的位置相適配，調(diào)節(jié)支架帶動支撐筒在孔內(nèi)運動，通過反射鏡反射孔內(nèi)表面圖像，圖像采集模塊采集孔內(nèi)各個位置處的圖像。

進一步的，所述反射鏡的兩側(cè)各設(shè)置有一個光源，以減少環(huán)境亮暗對圖像質(zhì)量的影響。

進一步的，所述光源為led照明光源，且兩光源的光線夾角為70°-150°。

進一步的，所述支撐筒下端面向反射鏡的一側(cè)設(shè)有缺口，構(gòu)成圖像采集口。

優(yōu)選的，所述圖像采集口的徑向?qū)挾却笥诜瓷溏R的寬度，圖像采集口的高度大于反射鏡的長度，以保證采集圖像的質(zhì)量和無阻礙。

優(yōu)選的，所述圖像采集模塊為線陣ccd相機。

優(yōu)選的，所述反射鏡為平面鏡，且其與豎直方向的夾角為30°-60°。

進一步的，所述調(diào)節(jié)支架為三維運動機構(gòu)，帶動支撐筒在孔內(nèi)進行x、y或/和z軸方向運動，實現(xiàn)孔內(nèi)圖像的動態(tài)采集。

進一步的，所述圖像采集模塊與支撐筒的連接處設(shè)置有微調(diào)機構(gòu)，以調(diào)整圖像采集模塊與支撐筒的相對位置和相對角度。

一種基于全反射動態(tài)圖像采集的孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷檢測方法，利用平面反射鏡將孔內(nèi)表面圖像從水平方向轉(zhuǎn)換為縱向方向，利用圖像采集模塊將反射的圖像進行采集，實時調(diào)整平面反射鏡與孔內(nèi)表面的相對位置，實現(xiàn)孔內(nèi)表面的圖像動態(tài)采集。

進一步的，所述圖像采集模塊連接有處理器，處理器接收采集的圖像數(shù)據(jù)和各圖像對應(yīng)的采集點的信息，進行圖像處理，檢測圖像質(zhì)量，以確定是否存在孔內(nèi)表面質(zhì)量缺陷。

在圖3中，支架上安裝線陣ccd相機、鏡頭、平面鏡，平面鏡兩側(cè)安裝led照明光源，通過實驗調(diào)整角度以達到被測平面無明顯亮光區(qū)域的目的，通過計算確定鏡頭和線陣相機的位置并固定在支架上。調(diào)節(jié)支架上下運動，滿足完整取像要求。

1)接通電源，設(shè)備達到預(yù)定位置；

2)開始檢測，支架到達位置a，工件旋轉(zhuǎn)一周，線陣相機獲取上半部分圖像；

3)支架向下運動到達位置b，工件旋轉(zhuǎn)一周，線陣相機獲取下半部分圖像；

4)圖像通過matlab軟件進行分析處理。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。