适于漫反射样品表面的检测方法、检测系统与流程

本发明涉及检测设备，具体涉及一种适于漫反射样品表面的检测方法、检测系统。

背景技术：

1、随着社会的发展，人们对消费类商品的外观要求越来越高。在产品的生产过程中，由于工艺流程复杂，产品表面会产生各种各样的缺陷，从而对产品的美观度、舒适度和使用性能等带来不良影响，若不及时发现并加以控制，会浪费很大的成本。

2、目前，缺陷检测的主流方法还是基于2d光学成像和机器视觉技术，这种方法可以很大程度上克服人工检测的抽检率低、准确性不高、实时性差、效率低、劳动强度大等弊端。但是，市场中有各种各样面型和表面特性的样品需要检测，导致传统的机器视觉需要大量的非标定制工作，耗时耗力且成本很难控制。此外，除了缺陷检出要求外还有很多需要对缺陷的深度信息进行判别，只有一定深度的缺陷才属于真缺陷，所以，基于2d光学成像和机器视觉的技术只有2d信息很难满足客户的需求。

3、为了改善2d光学成像和机器视觉的检测方法存在的不足，非接触式三维(3d)光学成像和视觉技术应运而生。目前，行业内较成熟的工业3d检测技术主要包括时间飞行法、双目立体视觉、激光扫描仪、共聚焦和激光干涉仪等。时间飞行是点扫描技术，精度不高，不能满足工业检测较高精度和高ct的需求。光谱共聚焦和激光干涉仪，可高精度清晰成像，但速度慢、量程小、抗干扰性弱。激光扫描仪基于三角测距原理，提取激光线条的中心坐标，根据系统标定，输出待测样品的重构面型，但无缺陷检测功能，且对于面型稍复杂的样品，需重复多次测，重复误差较大。双目立体视觉技术依托的是样品表面特征点进行重构，对于表面无明显特征的样品重建精度较低，也无缺陷检测功能。因此，本发明想要提供一种即能检测缺陷又能检测面型，并且测试效率高，测试结果准确的检测方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一。

2、为此，本发明提供一种适于漫反射样品表面的检测方法、检测系统，能够对漫反射表面进行缺陷检测和面型检测，检测效率高。

3、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适于漫反射样品表面的检测方法，包括以下步骤：

4、s1、设置三种不同频率的条纹图案；

5、s2、利用所述条纹图案对光源的成像参数进行调试，得到检测系统的工作参数；

6、s3、控制器控制调试后的光源投射所述条纹图案至待测样品表面；

7、s4、通过采集相机获取所述条纹图案在所述待测样品表面的条纹图像并发送给所述控制器；

8、s5、所述控制器对所述条纹图像的图像数据进行处理，输出待测样品的表面缺陷检测结果和面型检测结果。

9、进一步的，步骤s5中，输出待测样品的表面缺陷检测结果，包括：

10、将所述图像数据代入所述条纹图案的公式中，求解出背景强度、调制幅度以及相位信息；其中，

11、所述背景强度和调制幅度能够表征样品表面的三伤缺陷、凹坑缺陷和凸起缺陷。

12、进一步的，步骤s5中，输出待测样品的面型检测结果，包括：

13、根据所述相位信息进行绝对相位提取；

14、根据绝对相位信息进行立体匹配，获得待测点在不同视角下的同名点；

15、根据所述同名点，计算待测点的三维坐标；

16、所有待测点的三维坐标组成待测样品的点云数据；

17、根据所述点云数据得到出待测样品的重构面型；

18、将所述重构面型与标准面型进行匹配，获得待测样品的面型检测结果。

19、进一步的，所述待测点的三维坐标(xi,yi,zi)的计算公式为：

20、

21、其中，f表示镜头焦距，b表示相机基线，(xil,yil)和(xir,yir)表示左右视角下的同名点。

22、进一步的，所述输出待测样品的表面缺陷检测结果，还包括：

23、将待测样品的点云数据与标准样品的点云数据进行比较，输出表面缺陷检测结果。

24、进一步的，所述采集相机为双目相机，所述采集相机包含左右对称设置的两个相机。

25、进一步的，在进行面型检测之前，先对所述采集相机进行标定，获得适于检测用的采集相机的内参和外参矩阵。

26、进一步的，所述条纹图案的公式为：

27、

28、其中，in(x,y)表示的光强，a(x,y)表示背景光强，b(x,y)表示调制幅度，表示相位信息。

29、进一步的，所述采集相机的镜头前方设有滤光片。

30、本发明还提供一种适于漫反射样品表面的检测系统，采用所述的检测方法，所述系统包括：控制器、光源以及采集相机，所述光源和采集相机集成在一个壳体内，所述光源和采集相机均与所述控制器连接。

31、本发明的有益效果是，本发明的检测方法、检测系统，通过一套系统，可以同时完成漫反射样品的表面缺陷检测和面型检测，一次成像操作的图像数据即可用于两方面的检测，检测效率高，精测精度高。

技术特征：

1.一种适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，步骤s5中，输出待测样品的表面缺陷检测结果，包括：

3.如权利要求2所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，步骤s5中，输出待测样品的面型检测结果，包括：

4.如权利要求3所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，所述待测点的三维坐标(xi,yi,zi)的计算公式为：

5.如权利要求3所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，所述输出待测样品的表面缺陷检测结果，还包括：

6.如权利要求3所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，所述采集相机为双目相机，所述采集相机包含左右对称设置的两个相机。

7.如权利要求6所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，在进行面型检测之前，先对所述采集相机进行标定，获得适于检测用的采集相机的内参和外参矩阵。

8.如权利要求2所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，所述条纹图案的公式为：

9.如权利要求1所述的适于漫反射样品表面的检测方法，其特征在于，所述采集相机的镜头前方设有滤光片。

10.一种适于漫反射样品表面的检测系统，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的检测方法，所述系统包括：控制器、光源以及采集相机，所述光源和采集相机集成在一个壳体内，所述光源和采集相机均与所述控制器连接。

技术总结
本发明公开了一种适于漫反射样品表面的检测方法、检测系统，检测方法包括以下步骤：S1、设置三种不同频率的条纹图案；S2、利用条纹图案对光源的成像参数进行调试，得到检测系统的工作参数；S3、控制器控制调试后的光源投射条纹图案至待测样品表面；S4、通过采集相机获取条纹图案在待测样品表面的条纹图像并发送给控制器；S5、控制器对条纹图像的图像数据进行处理，输出待测样品的表面缺陷检测结果和面型检测结果。本发明能够对漫反射表面进行缺陷检测和面型检测，检测效率高。

技术研发人员：李惠芬,潘正颐,侯大为,冯元会
受保护的技术使用者：常州微亿智造科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11