本文主要研究内容
作者王磊（2019）在《基于光度立体的金属板带表面缺陷三维检测方法》一文中研究指出：中厚板、铝带等金属板带的表面质量是反映产品质量的重要指标。基于机器视觉技术的表面在线检测系统可对金属板带表面缺陷进行检测、跟踪及评级,从而提高产品质量及生产效率,也为质量评估及追溯提供关键的数据。目前应用的表面在线检测系统一般采用基于灰度图像的二维检测方法,这些系统虽然对带钢等金属板带材取得了较好的缺陷识别效果,但仍存在着以下两个突出问题:1)中厚板、连铸坯等表面存在大量的氧化铁皮、水迹等非缺陷干扰物,这些干扰物在二维图像中与裂纹、辊印等真实缺陷相似,容易被误识为缺陷;2)汽车板、铝带等高品质金属板带表面不允许存在微小缺陷,而微小缺陷在二维图像中的显著性低,难以被检测到。复杂背景下缺陷误识率高以及高品质板带微小缺陷检出率低的问题已成为表面检测领域的难点,传统的二维检测方法难以有效解决这些问题。三维检测方法可获取表面三维数据,通过表面三维数据对缺陷进行检测与分类,可提高缺陷的检出率与识别准确率。光度立体是一种表面三维重建方法,具有分辨率高、速度快、系统设计简单等优点。本文对光度立体三维重建进行深入研究,提出了基于光度立体的金属板带表面三维检测方法,并应用于中厚板、铝带等产品的表面缺陷在线检测。本文的主要成果和创新点如下:(1)提出了基于小波重构的表面快速三维重建算法,将改进的多尺度Haar小波重构算法应用于表面三维重建,提高了算法的速度。算法的时间复杂度与图像总像素数呈线性阶关系,适用于通过高分辨率图像进行三维重建的场合。对单幅2048X 512像素图像的重建时间降低到0.3 s,满足了在线检测对三维重建算法的速度需求。同时对梯度缺失情况下的三维重建算法进行研究,提出了通过方向投影反映缺陷三维形态特征的方法。(2)针对复杂背景下缺陷误识率高的问题,提出了二维和三维信息融合的表面缺陷识别方法,并应用于中厚板表面缺陷在线检测。采用光度立体三维重建方法获取被测表面的方向梯度、三维深度信息,融合二维灰度信息实现缺陷识别分类。用反映样本真实分布的不均衡测试集对算法进行测试,结果表明,融合算法降低了类别数量不均衡对识别准确率的不良影响,裂纹、压痕、翘皮等缺陷的识别精确度提升4%～13%,整体识别准确率提升4.9%,并且减少了水迹、油污、氧化铁皮等非缺陷被误识为缺陷的数量。同时,优化了缺陷识别的算法架构,将方向梯度应用于感兴趣区域提取,提高了感兴趣区域提取的效率,平均速度提升5 7%。(3)针对铝带表面微小缺陷检出率低的问题,提出利用光度立体方案对微小尺寸缺陷成像的方法,避免了产生成像盲区,并且在方向梯度和三维深度中增强了微小形变缺陷的显著性。在铝带表面缺陷检测应用中,微小缺陷的分辨率达到0.2 mm,检出率提高10.6%,其中对于点状缺陷、横/斜向划伤缺陷、微小形变缺陷的检出率提升明显。(4)提出利用相对灰度函数的局部单调性求解方向梯度的方法,比基于理想漫反射假设的传统算法具有更广的适用范围。利用成像方案的对称性简化了反射模型的标定,并根据对铝带和中厚板反射模型的标定,优化了成像方案的入射角参数。较小的入射角(±17°)有利于提高铝带微小缺陷的检出率;而较大的入射角(±25°)可避免产生大面积的镜面反射过曝光,对氧化和裸露的中厚板表面均能良好成像。本文方法已在实际的中厚板生产线和铝带生产线上进行了在线测试和应用,取得了良好的检测效果。
Abstract
zhong hou ban 、lv dai deng jin shu ban dai de biao mian zhi liang shi fan ying chan pin zhi liang de chong yao zhi biao 。ji yu ji qi shi jiao ji shu de biao mian zai xian jian ce ji tong ke dui jin shu ban dai biao mian que xian jin hang jian ce 、gen zong ji ping ji ,cong er di gao chan pin zhi liang ji sheng chan xiao lv ,ye wei zhi liang ping gu ji zhui su di gong guan jian de shu ju 。mu qian ying yong de biao mian zai xian jian ce ji tong yi ban cai yong ji yu hui du tu xiang de er wei jian ce fang fa ,zhe xie ji tong sui ran dui dai gang deng jin shu ban dai cai qu de le jiao hao de que xian shi bie xiao guo ,dan reng cun zai zhao yi xia liang ge tu chu wen ti :1)zhong hou ban 、lian zhu pi deng biao mian cun zai da liang de yang hua tie pi 、shui ji deng fei que xian gan rao wu ,zhe xie gan rao wu zai er wei tu xiang zhong yu lie wen 、gun yin deng zhen shi que xian xiang shi ,rong yi bei wu shi wei que xian ;2)qi che ban 、lv dai deng gao pin zhi jin shu ban dai biao mian bu yun hu cun zai wei xiao que xian ,er wei xiao que xian zai er wei tu xiang zhong de xian zhe xing di ,nan yi bei jian ce dao 。fu za bei jing xia que xian wu shi lv gao yi ji gao pin zhi ban dai wei xiao que xian jian chu lv di de wen ti yi cheng wei biao mian jian ce ling yu de nan dian ,chuan tong de er wei jian ce fang fa nan yi you xiao jie jue zhe xie wen ti 。san wei jian ce fang fa ke huo qu biao mian san wei shu ju ,tong guo biao mian san wei shu ju dui que xian jin hang jian ce yu fen lei ,ke di gao que xian de jian chu lv yu shi bie zhun que lv 。guang du li ti shi yi chong biao mian san wei chong jian fang fa ,ju you fen bian lv gao 、su du kuai 、ji tong she ji jian chan deng you dian 。ben wen dui guang du li ti san wei chong jian jin hang shen ru yan jiu ,di chu le ji yu guang du li ti de jin shu ban dai biao mian san wei jian ce fang fa ,bing ying yong yu zhong hou ban 、lv dai deng chan pin de biao mian que xian zai xian jian ce 。ben wen de zhu yao cheng guo he chuang xin dian ru xia :(1)di chu le ji yu xiao bo chong gou de biao mian kuai su san wei chong jian suan fa ,jiang gai jin de duo che du Haarxiao bo chong gou suan fa ying yong yu biao mian san wei chong jian ,di gao le suan fa de su du 。suan fa de shi jian fu za du yu tu xiang zong xiang su shu cheng xian xing jie guan ji ,kuo yong yu tong guo gao fen bian lv tu xiang jin hang san wei chong jian de chang ge 。dui chan fu 2048X 512xiang su tu xiang de chong jian shi jian jiang di dao 0.3 s,man zu le zai xian jian ce dui san wei chong jian suan fa de su du xu qiu 。tong shi dui ti du que shi qing kuang xia de san wei chong jian suan fa jin hang yan jiu ,di chu le tong guo fang xiang tou ying fan ying que xian san wei xing tai te zheng de fang fa 。(2)zhen dui fu za bei jing xia que xian wu shi lv gao de wen ti ,di chu le er wei he san wei xin xi rong ge de biao mian que xian shi bie fang fa ,bing ying yong yu zhong hou ban biao mian que xian zai xian jian ce 。cai yong guang du li ti san wei chong jian fang fa huo qu bei ce biao mian de fang xiang ti du 、san wei shen du xin xi ,rong ge er wei hui du xin xi shi xian que xian shi bie fen lei 。yong fan ying yang ben zhen shi fen bu de bu jun heng ce shi ji dui suan fa jin hang ce shi ,jie guo biao ming ,rong ge suan fa jiang di le lei bie shu liang bu jun heng dui shi bie zhun que lv de bu liang ying xiang ,lie wen 、ya hen 、qiao pi deng que xian de shi bie jing que du di sheng 4%～13%,zheng ti shi bie zhun que lv di sheng 4.9%,bing ju jian shao le shui ji 、you wu 、yang hua tie pi deng fei que xian bei wu shi wei que xian de shu liang 。tong shi ,you hua le que xian shi bie de suan fa jia gou ,jiang fang xiang ti du ying yong yu gan xing qu ou yu di qu ,di gao le gan xing qu ou yu di qu de xiao lv ,ping jun su du di sheng 5 7%。(3)zhen dui lv dai biao mian wei xiao que xian jian chu lv di de wen ti ,di chu li yong guang du li ti fang an dui wei xiao che cun que xian cheng xiang de fang fa ,bi mian le chan sheng cheng xiang mang ou ,bing ju zai fang xiang ti du he san wei shen du zhong zeng jiang le wei xiao xing bian que xian de xian zhe xing 。zai lv dai biao mian que xian jian ce ying yong zhong ,wei xiao que xian de fen bian lv da dao 0.2 mm,jian chu lv di gao 10.6%,ji zhong dui yu dian zhuang que xian 、heng /xie xiang hua shang que xian 、wei xiao xing bian que xian de jian chu lv di sheng ming xian 。(4)di chu li yong xiang dui hui du han shu de ju bu chan diao xing qiu jie fang xiang ti du de fang fa ,bi ji yu li xiang man fan she jia she de chuan tong suan fa ju you geng an de kuo yong fan wei 。li yong cheng xiang fang an de dui chen xing jian hua le fan she mo xing de biao ding ,bing gen ju dui lv dai he zhong hou ban fan she mo xing de biao ding ,you hua le cheng xiang fang an de ru she jiao can shu 。jiao xiao de ru she jiao (±17°)you li yu di gao lv dai wei xiao que xian de jian chu lv ;er jiao da de ru she jiao (±25°)ke bi mian chan sheng da mian ji de jing mian fan she guo bao guang ,dui yang hua he luo lou de zhong hou ban biao mian jun neng liang hao cheng xiang 。ben wen fang fa yi zai shi ji de zhong hou ban sheng chan xian he lv dai sheng chan xian shang jin hang le zai xian ce shi he ying yong ,qu de le liang hao de jian ce xiao guo 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京科技大学的王磊，发表于刊物北京科技大学2019-06-27论文，是一篇关于金属板带论文,表面检测论文,缺陷识别论文,光度立体论文,三维重建论文,北京科技大学2019-06-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京科技大学2019-06-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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