CN112834515A - 一种基于图像处理的产品表面检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于图像处理的产品表面检测系统，包括：顺序设置的表面清理单元、初步检测单元、视觉检测单元以及控制主机；所述表面清理单元包括若干喷嘴，用于吹去产品表面的杂质；所述初步检测单元包括设置在检测平台下方的称重传感器以及设置在产品上方且对产品表面施加一定压力的检测探头；所述视觉检测单元包括采样模块、数据处理模块。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的基于图像处理的产品表面检测系统通过检测探头对产品表面施加一定压力，通过称重传感器实时显示压力值，当实际压力值与预设压力值发生偏差时，说明产品表面存在缺陷或直线度存在偏差，在检测产品表面缺陷的同时还能检测产品表面直线度，检测全面。

Description

一种基于图像处理的产品表面检测系统
技术领域
本发明涉及机器视觉检测技术领域，具体而言，涉及一种基于图像处理的产品表面检测系统。
背景技术
目前，机器视觉在工业在线检测的各个应用领域十分活跃，如：印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。此外，在许多其它方法难以检测的场合，利用机器视觉系统可以有效地实现。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作，这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。
机械视觉检测是通过机器视觉产品即图像摄取装置，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，并根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而识别产品表面是否存在缺陷。
中国专利公开号：CN109557098A，公开了一种基于机器视觉的金属表面检测系统，在对金属板表面检测时，通过初步检测平台上的红外扫描探头进行表面破损检测，在检测过程中，只能检测产品表面是否存在划痕，无法对金属板的直线度等特征进行测量，检测不够全面。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种基于图像处理的产品表面检测系统，旨在解决现有技术中，金属板检测时检测不全面的技术问题。
本发明提出了一种基于图像处理的产品表面检测系统，包括：顺序设置的表面清理单元、初步检测单元、视觉检测单元以及控制主机；
所述表面清理单元包括若干喷嘴，用于吹去产品表面的杂质；
所述初步检测单元包括设置在检测平台下方的称重传感器以及设置在产品上方且对产品表面施加一定压力的检测探头；
所述视觉检测单元包括采样模块、数据处理模块，所述采样模块用以对产品表面进行原始图像采集，所述数据处理模块用以对采集到的原始图像进行分析处理，以判断产品表面是否存在缺陷。
进一步地，所述数据处理模块包括：
背景获取子模块，用以对原始图像进行纵向均值滤波和横向均值滤波以获取背景图像；
差分处理子模块，用于对原始图像和背景图像进行差分处理，获得对消后的差分图像；
方向性滤波子模块，用于利用方向性滤波器组对差分图像中的待分析像素进行处理，确定疑似点及相应的疑似方向；
空域累积子模块，用于利用疑似点和疑似方向，在方向性滤波器组的映射区域内进行空域累积处理，得到增强的缺陷检测图像。
进一步地，所述数据处理模块还包括：
缺陷检测子模块，用于检测识别增强的缺陷检测图像中存在的缺陷；
警报子模块，用于在检测到缺陷时，发出警报。
进一步地，所述表面清理单元还包括支架，用以固定所述喷嘴。
进一步地，所述喷嘴分布在产品上、下两侧。
进一步地，所述支架包括升降部以及固定部；
所述升降部用以固定位于产品上侧的喷嘴；
所述固定部用以固定位于产品下侧的喷嘴。
进一步地，所述升降部包括倾斜设置的导轨、与所述导轨滑动连接的滑块以及驱动所述滑块沿所述导轨滑动的丝杆丝母组件。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的基于图像处理的产品表面检测系统通过检测探头对产品表面施加一定压力，通过称重传感器实时显示压力值，当实际压力值与预设压力值发生偏差时，说明产品表面存在缺陷或直线度存在偏差，在检测产品表面缺陷的同时还能检测产品表面直线度，检测全面。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的基于图像处理的产品表面检测系统的结构图；
图2为本发明实施例提供的表面清理单元的主视图；
图3为本发明实施例提供的表面清理单元的左视图；
图4为本发明实施例提供的升降部的结构示意图；
附图标记：1、表面清理单元；11、喷嘴；12、支架；121、升降部；1211、导轨；1212、滑块；1213、丝杆丝母组件；2、初步检测单元；21、称重传感器；22、检测探头；3、视觉检测单元。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图1至图4，由图可知，本发明实施例提出的基于图像处理的产品表面检测系统，包括：顺序设置的表面清理单元1、初步检测单元2、视觉检测单元3以及控制主机。表面清理单元1包括若干喷嘴11，用于吹去产品表面的杂质；初步检测单元2包括设置在检测平台下方的称重传感器21以及设置在产品上方且对产品表面施加一定压力的检测探头22。视觉检测单元3包括采样模块、数据处理模块，采样模块用以对产品表面进行原始图像采集，数据处理模块用以对采集到的原始图像进行分析处理，以判断产品表面是否存在缺陷。表面清理单元1、初步检测单元2、视觉检测单元3均和控制主机连接。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的基于图像处理的产品表面检测系统通过检测探头对产品表面施加一定压力，通过称重传感器实时显示压力值，当实际压力值与预设压力值发生偏差时，说明产品表面存在缺陷或直线度存在偏差，在检测产品表面缺陷的同时还能检测产品表面直线度，检测全面。
可以理解的是，当初步检测单元2检测到产品表面有例如划痕之类的明显缺陷或者产品直线度超过误差允许范围时，控制主机控制整个检测系统停止检测，不会进入下一道检测工序，即不会进入视觉检测单元3。
本实施例中，数据处理模块包括：背景获取子模块、差分处理子模块、方向性滤波子模块、空域累积子模块、缺陷检测子模以及块警报子模块。其中，背景获取子模块用以对原始图像进行纵向均值滤波和横向均值滤波以获取背景图像；差分处理子模块用于对原始图像和背景图像进行差分处理，获得对消后的差分图像；方向性滤波子模块用于利用方向性滤波器组对差分图像中的待分析像素进行处理，确定疑似点及相应的疑似方向；空域累积子模块用于利用疑似点和疑似方向，在方向性滤波器组的映射区域内进行空域累积处理，得到增强的缺陷检测图像；缺陷检测子模块用于检测识别增强的缺陷检测图像中存在的缺陷；警报子模块，用于在检测到缺陷时，发出警报。
本实施例中，喷嘴11分布在产品上、下两侧，对产品上、下两侧进行吹气以进行表面清理。通过对产品上侧进行表面处理，排除了测试过程中杂质带来的测试误差，通过对产品下侧进行表面处理，排除了产品在进入初步检测单元2时对称重传感器21造成的误差。
继续参阅图2至图4，由图可知，表面清理单元1还包括支架12，用以固定喷嘴11。支架12包括升降部121以及固定部122；升降部121用以固定位于产品上侧的喷嘴11；固定部122用以固定位于产品下侧的喷嘴11。其中，升降部121包括倾斜设置的导轨1211、与导轨1211滑动连接的滑块1212以及驱动滑块1212沿导轨1211滑动的丝杆丝母组件1213。通过升降部121能够调整两喷嘴之间的相对距离，以此适应不同厚度的产品。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，包括：顺序设置的表面清理单元(1)、初步检测单元(2)、视觉检测单元(3)以及控制主机；
所述表面清理单元(1)包括若干喷嘴(11)，用于吹去产品表面的杂质；
所述初步检测单元(2)包括设置在检测平台下方的称重传感器(21)以及设置在产品上方且对产品表面施加一定压力的检测探头(22)；
所述视觉检测单元(3)包括采样模块、数据处理模块，所述采样模块用以对产品表面进行原始图像采集，所述数据处理模块用以对采集到的原始图像进行分析处理，以判断产品表面是否存在缺陷。
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
背景获取子模块，用以对原始图像进行纵向均值滤波和横向均值滤波以获取背景图像；
差分处理子模块，用于对原始图像和背景图像进行差分处理，获得对消后的差分图像；
方向性滤波子模块，用于利用方向性滤波器组对差分图像中的待分析像素进行处理，确定疑似点及相应的疑似方向；
空域累积子模块，用于利用疑似点和疑似方向，在方向性滤波器组的映射区域内进行空域累积处理，得到增强的缺陷检测图像。
3.根据权利要求2所述的基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括：
缺陷检测子模块，用于检测识别增强的缺陷检测图像中存在的缺陷；
警报子模块，用于在检测到缺陷时，发出警报。
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，所述表面清理单元(1)还包括支架(12)，用以固定所述喷嘴(11)。
5.根据权利要求4所述的基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，所述喷嘴(11)分布在产品上、下两侧。
6.根据权利要求5所述的基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，所述支架(12)包括升降部(121)以及固定部(122)；
所述升降部(121)用以固定位于产品上侧的喷嘴(11)；
所述固定部(122)用以固定位于产品下侧的喷嘴(11)。
7.根据权利要求6所述的基于图像处理的产品表面检测系统，其特征在于，所述升降部(121)包括倾斜设置的导轨(1211)、与所述导轨(1211)滑动连接的滑块(1212)以及驱动所述滑块(1212)沿所述导轨(1211)滑动的丝杆丝母组件(1213)。
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