圆柱型高精密零件表面缺陷检测及形貌分析

针对圆柱型高精密零件高曲率表面缺陷检测的问题,设计并实现了基于机器视觉的在线检测系统。检测时,为了解决金属件表面反光的问题,设计了专用的光源系统和照明方式。通过光学系统和机械旋转平台的配合,圆柱型零件在旋转的过程中被光学系统成像,从而可以采集到完整的圆柱面图像;经过快速的图像处理技术,可以检测到微米级的轴承表面缺陷;然后对表面缺陷进行形貌分析,确定缺陷的类型。检测结果表明系统具有效率高、精度高、易于使用等特点,可有效解决圆柱型高精密零件表面缺陷在线检测的问题。     

一种RFID标签天线视觉检测方法与实现

在此提出了一种RFID电子标签天线瑕疵逐片高速检测方法。该方法对工业相机拍摄的RFID天线图像进行模板图像与目标图像的对齐，利用图像差分输出两者的残余图像，通过对残余图像进行连通域分析实现对天线图像的高精度瑕疵检测。本检测方法的精度可达2×2 pixels，并已成功应用到RFID天线检测设备上，天线瑕疵尺寸检测精度可达0.2 mm×0.2 mm。     

双路激光-CCD零件尺寸动态检测仪的研制

提出了采用双路激光-CCD进行在线检测的方法,该方法采用激光三角测量原理,用双路激光-CCD同时对零件进行检测,以减小甚至消除自动输料过程中由振动或跳动等因素给零件带来的测量误差。文中给出了激光-CCD测量零件尺寸的原理,对零件运动过程中厚度尺寸的双路补偿原理进行了理论分析;设计研制了该动态检测系统;并用该系统进行了大量的实验研究,实验结果表明:该系统对动态零件的尺寸检测精度达到±0.3μm,能适用于零件在精密加工及自动化输送过程中的高精度检测,具有很好的工程实用性。     

主动偏振成像对皮肤状态诊断影响的研究

偏振成像相比于普通成像包含更丰富的物体表面反射和散射信息。采用偏振成像的方法在不同光源照明下获得皮肤表面偏振度图像,研究同一波段光源激光和LED以及不同波段的激光和LED光源对偏振成像的影响,探索适合特殊病症的偏振成像照明光源的种类和波段。结果表明：同一波段光源照明下,激光的偏振度图像信息熵和平均梯度都高于LED的偏振度图像;对于皮肤上红斑与黑斑的局部成像,绿光波段照明的图像细节表现力均优于红光波段光源照明时的图像,为激光偏振成像提高皮肤状态诊断的准确性提供更多信息。     

基于图像灰色关联分析的月饼表面瑕疵检测

月饼表面瑕疵检测问题直接影响企业的效率和产品质量。针对这个问题,本文以实际采集的月饼表面图像为研究对象,以灰色系统理论为基础,构造灰色关联计算模型。从图像的灰度面关联、图像的灰度直方图关联和图像的边缘关联实现月饼表面的瑕疵检测。实验结果表明该方法具有检测效率高、可靠性高、方便简捷等特点。     

零件表面粗糙度的激光在线测量

文中主要介绍了一种零件表面粗糙度的激光在线测量方法,该测量方法具有测量速度快、仪器结构简单、不会划伤被测件且能够显示被测件表面的具体形貌等优点.在测量中,我们引入激光三角测量系统,用无衍射激光光束作光源,用高精度的CCD摄像机作位移传感器,通过计算机数据处理得到表面粗糙度值,使表面粗糙度在线检测成为可能.     

条纹相位分析小区域平整度检测

为了对漫反射材料小尺寸平面的平整度进行检测,提出采用载频条纹相位分析的方法。该方法采用激光作为照明光源,通过相干获得周期为100m的条纹,使用傅里叶变换条纹相位分析提取待测表面的调制相位并可以转换为表面高度分布,从而能够实现对材料表面平整度的评价。结果表明,系统高度分辨力为10m;考虑到噪声的影响,实际分辨力可以达到20m。所给出的实际实验结果显示该方法是可行的。     

基于最优Gabor滤波与局部二值模式的物体表面缺陷检测

通过对物体表面缺陷的研究,提出一种新的缺陷检测方法。该方法首先利用Gabor滤波器组得到多尺度多方向的滤波图像,通过代价函数选取缺陷与非缺陷局部反差最大的图像通道作为最优滤波通道,在最优通道上用LBP算子进一步提取局部特征,最后用支持向量机对其进行分类检测。该方法应用于织布瑕疵和钕磁铁表面缺陷检测,与传统的Gabor滤波器等表面缺陷检测方法相比,具有更高的检测率。     

基于线阵CCD扫描的测量技术

针对零件二雏几何尺寸的高精度非接触测量问题,提出了基于线阵CCD扫描测量的方法。通过对扫描同步的分析,很好地控制了扫描图像的失真。对CCD扫描图像设计了处理算法。由于需布置光源,而光源随时间会有所衰减,所以对图像采用边缘检测的算法,以减小光源亮度变化对图像测量的影响;由于获取的梯度是梯度带,同时为了不加剧边缘的不连续性,采用了细化算法。对闽断点进行插值,采用周长法计算直径,系统测量结果与采用千分尺进行测量的结果相比较,其测量误差不大于10μm。     

高精密微小零件尺寸合理性的图像校对方法研究分析

图像测量方法具有非接触性、信息量丰富、动态范围大等一系列优点,成为易变形零件尺寸、零件孔心距等自动测量常用的手段。在此详细介绍基于CCD图像高精密微小零件尺寸检测系统,提出采用数字图像技术对微小零件尺寸实施非接触性测量法,主要由图像采集、二值化、边缘检测、软件设计等组成,从而获得被检测物体精确的参数值,并通过微小齿轮中心孔直径这一实例验证图像检测方法准确性和可行性。     

激光超声表面缺陷检测的实验方法

提出了一种非接触式、全光学激光超声检测的实验方法。利用Nd：YAG脉冲激光器、He-Ne激光器和平衡接收器构建一套基于光束偏转法的光差分检测系统，测量了表面带缺陷Al样品的声表面波（SAWs）。通过实验获得了SAWs经过表面缺陷时产生的反射回波及透射波形的特征，说明了线光源产生的超声波非常适合材料表面缺陷的检测。     

基于近红外激光光纤导入技术的猪肉肥瘦度检测方法

为了实现高精度、快速的肉质成分检测,研究并设计了一种基于近红外激光光源的光纤导入结构的猪肉肥瘦成分检测方法。系统采用波长为670nm的激光二极管作为检测光源,分光比为10∶90的光纤耦合器将光源分为两束,选择其中90%通光一端作为检测光束,利用光谱仪采集反射光;将光纤导入探针,设计采用球形光纤端面以增加对反射光的接收面积。实验中探针分别刺入猪肉的不同部分,经过在肥瘦区域的实验对比分析,肥肉部分产生的反射光较强,瘦肉部分产生的反射光较弱;建立了包含50个样本的数据库,通过对样本进行分析,瘦肥正确识别率为96%。     

不等厚板激光焊接焊缝缺陷结构光视觉检测

为了检测不等厚钢板激光焊接焊缝表面缺陷,采用结构光主动视觉检测法和高斯数据拟合技术进行了焊缝表面缺陷检测的实验研究。首先采用高斯拟合法对激光条纹图像进行处理,提取出具有亚像素精度的激光条纹中心线;然后通过最小二乘法拟合出3条相交直线并求其交点,近而获得精确的焊缝端点位置坐标;最后给出焊缝表面缺陷-凹度和凸度的检测方法,并以不等厚钢板激光焊接焊缝为检测对象进行验证。结果表明,这种基于拟合技术的结构光视觉检测法为判断激光焊接焊缝质量是否合格提供了较为准确的判断依据。     

航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测

传统的航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测方法检测准确度低,图像特征查全率低。基于上述问题,提出一种基于图像识别技术的航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测方法。采用红外成像技术进行航空激光增材制造零部件成像处理,提取航空激光增材制造零部件红外图像的缺陷区域特征点,对红外图像进行中值滤波降噪处理,利用扫描图像的纹理异常分布特性进行潜在缺陷的自适应定位检测,结合模板匹配和角点检测方法,实现对航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测。仿真结果表明,采用该方法方法的图像特征提取查全率比传统方法提高了15%-20%,能够清晰检测到增材零件的潜在缺陷。说明进行航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测的准确性较好,对缺陷部位定位的误差较小。     

一种基于光纤器件的表面增强拉曼散射光谱检测系统

报道了一种基于表面增强拉曼散射(SERS)效应的结构简单、成本低的近红外拉曼光谱探测系统。该系统采用近红外半导体激光器作为激发光源。通过提高激发光源的输出背景抑制比,抑制激发光光纤传输产生的光纤拉曼信号,采用光纤型波分复用器滤除剩余激发光,利用光子计数模式的铟镓砷雪崩光电二极管作为探测器代替昂贵的近红外光电倍增管或近红外电荷耦合器件,实现了对4-胺苯并噻吩表面增强拉曼光谱的检测。该近红外光纤型检测系统具有结构简单、小型化、成本低廉以及远程检测等优势。     

棉结在线检测系统中的光源选择

梳棉机棉结检测系统是基于机器视觉理论提出的一种新型在线检测系统。光源在系统中起到照明的作用,是影响棉结检出率的重要因素。为满足棉结在线检测系统宽幅面、高速和高分辨率的检测要求,需要对光源系统进行优化设计。通过实验可以获知棉网上的棉结对何种波长范围的光具有最大的反射率,以及棉结和周边结构如何获得最好的对比度。在比较了传统的荧光灯、高压汞灯和发光二极管(LED)线光源的光谱曲线后,提出了采用He-Ne激光器与光学系统配合后进行照明的光源设计方案。实测结果表明.由于激光束的高亮度和高准直性的优点,这种光源较其他光源更适合棉结检测照明的实际环境,可以满足检测需要。     

基于线结构光旋转扫描和光条纹修复的三维视觉测量技术研究

非接触式三维视觉测量广泛应用在工业制造质量检测中。针对工业金属零部件检测的应用场景,提出了一种基于线结构光旋转扫描和光条纹修复的三维视觉测量方案。首先,通过基于线结构光投影的计算机视觉技术,设计了线结构光旋转扫描视觉子系统,并对工业相机、线结构光平面和旋转扫描中心轴进行标定;然后,针对采集到的光条纹图像存在低灰度区域缺失数据的问题,提出了基于缺失区域自适应灰度增强的光条纹中心线提取算法,有效修复了被测零部件的线结构光投影条纹;同时,利用文中提出的线结构光三维视觉测量方案,通过重建标准球棒的表面点云计算两球直径和球间距来评价测量系统的精度,测量系统精度优于0.06 mm;最后,进行金属轮毂外轮廓形貌测量,通过重复性实验计算轮毂外轮廓最大半径,验证重复性误差优于0.03%。实验结果表明:该方法可以无损伤、高效率、高精度地实现工业金属零部件三维测量,弥补了接触式三维测量方法的缺陷。     

基于数据拟合的激光焊接焊缝图像表面缺陷检测

为了检测等厚钢板激光焊接焊缝表面缺陷,采用结构光主动视觉检测法和数据拟合技术进行了焊缝图像表面缺陷检测的实验研究。首先采用高斯拟合法提取出具有亚像素精度的激光条纹图像中心线;然后通过最小二乘法拟合出2条直线和1条二次曲线,求直线和二次曲线的交点以获得精确的焊缝端点位置坐标;最后给出焊缝表面缺陷：凹度和凸度的计算方法,并以等厚钢板激光焊接焊缝为检测对象进行验证。结果表明,在此提出的基于数据拟合技术的焊缝表面缺陷图像检测方法为判断激光焊接焊缝质量是否合格提供了较为准确的判断依据。     

基于激光热成像的金属表面缺陷深度检测

为了突破传统方法对材料表面缺陷深度检测的局限性,提出了一种基于透射式激光热成像的无损检测技术。选用激光源作为激励源,对被测材料的缺陷表面进行加热,加热点选在材料表面缺陷正下方处,激光输出功率为50W,加热时间为1s。在加热过程中,材料背面的温度场由于热流在材料缺陷传导过程中的影响而产生温度差异,故使用红外热像仪对加热过程中材料背面的温度场变化进行记录,并使用无缺陷处A点作为参考点,有缺陷处B点作为考察点,通过分析A、B两点的温度变化情况来对表面缺陷的深度进行特征提取。经过实验验证可知,该方法可以在一定条件下对材料表面的缺陷深度进行检测,当A点温度一定时,B点温度与缺陷深度的最优拟合呈指数关系,随着缺陷深度的增长,背面B点温度也随之降低。研究结果为后续的缺陷深度精准量化奠定了基础。     

基于表面波增强效应的圆柱表面缺陷检测方法研究

激光照射金属圆柱表面激发出的声表面波,在沿圆柱表面传播过程中产生色散和相移,并在表面缺陷前沿处幅值会有显著增强的现象,为表面缺陷的检测提供了新途径。基于激光激发的声表面波这一现象,提出通过扫描检测点的方法确定缺陷的位置,给出了表面波在表面缺陷附近的传播路径和缺陷深度计算公式。数值研究表明:(1)相对于脉冲回波法,扫查检测点方法提高了缺陷检测的位置精度,有效减小了圆柱表面波传播过程的色散和频移现象对缺陷位置精度的影响。(2)当缺陷深度范围为1~2 mm,通过给出的缺陷深度计算公式得到仿真缺陷深度与实际缺陷深度之间的误差控制在6 %以内,验证了提出的缺陷深度计算公式的有效性。以上研究结果为应用表面波检测圆柱类零件表面缺陷提供了有价值的参考。