CN109187561A - 一种车门内饰缺陷视觉检测*** - Google Patents

一种车门内饰缺陷视觉检测*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车门内饰缺陷视觉检测***，检查的对象主要是车门内部表面主体拼接的皮质饰品，检测涵盖其颜色、形状、针眼、划痕、凹坑等参数，目的在于提供一种结构优化、使用简单方便的***装置，以便更为合理地分配劳动力，使得人力资源能够得到充分利用，提高生产效率，同时降低原有的由人工检测带来的各种误判漏判带来的损失。本发明的***构成方案是：一种车门生产总装设备，一种图像采集装置，以及一种表面缺陷视觉检测软件。

Description

一种车门内饰缺陷视觉检测***
技术领域
本发明涉及图像检测技术领域，尤其涉及一种车门内饰缺陷视觉检测***。
背景技术
随着生活水平提高，汽车不断普及，人们对汽车认识也更为细致，对于汽车的品质档次都有了不同的需求，因此要提升汽车档次，首先要对其外观内饰进行美化，而车门的装饰就显得尤为重要，车门内饰的品质已经成为衡量一个汽车品牌档次的重要指标。
作为现代化流水线生产的代表，车门生产是以高度流水作业为特征的。在流水线生产过程中，需要消耗大量的人力资源，传统的人工组装以及检测会带来诸多漏洞，导致误判、漏判，使得不合格品流入市场对品牌口碑影响甚深。为了提高生产效率，并减少疵品率，降低人工成本，就需要有一种能够精准地检测车门表面做工的辅助设备，用电脑代替人脑，用机器视觉代替人眼，以此完成对车门内饰的实时自动检测。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有人工组装以及检测会带来诸多漏洞，导致误判、漏判，使得不合格品流入市场对品牌口碑影响甚深的缺点，而提出的一种车门内饰缺陷视觉检测***。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种车门内饰缺陷视觉检测***，包括气动固定旋转装置、移动式支撑装置、和图像采集装置，其特征在于，气动固定旋转装置主体由型材2搭建，通过角铝件连接固定；在其前后梁上分别加装一个把手件10，以便操作；两侧型材上各固定一个转动轴1，其上配轴承，会连接在机台支撑装置上；右侧转动轴上设置一个刹车轮14，由刹车轮14固定件、卡轴固定，连接气缸15以便随时固定轴承，气缸15由气缸固定件19加装在右侧支撑架27上；在旋转台正面设置一些支撑件用于支撑车门且不损坏它，左侧有两个气杠15固定装置用于在旋转机台前先夹紧车门，并能随时旋转调整角度。
优选的，移动式支撑装置的底端由四根型材2组成，在四个角上加装四个万向轮，型材上安装气动踩踏板011，安全性高。
优选的，气动踩踏板011竖直方向上加装两根长型材和两根短型材作为整体结构支撑，机台旋转装置安装于型材05、017上，物料架03位于机器上部，光源02固定于上方型材架上，上方型材架安装有图像采集装置。
优选的，图像采集装置的支撑架的上部安装三组CDD彩色相机，应用梯形螺母和连接件固定在架子地平衡杠上。
优选的，光源照明设备通过连接件固定于上梁上。调整角度对准选装机台，将需要拍摄的车门区域划分为三个部分，保证车门所有位置都能拍摄到，将拍摄到的图片采用机器视觉技术结合工控机图像处理模块进行判别。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过采用旋转式机台放置车门物料，以气缸固定在机台上，不仅可以通过踩动气缸控制图像采集角度，还可以为在采集前作进一步处理提供稳定舒适安全环境的效果；
2、采用机器视觉方法检测车门内饰，速度快，判断错误率低，可在长时间工作下杜绝人工检测因各种误判漏判造成的大量经济损失；
3、并不只适用于某一种特殊型号车门的内饰检测，可同台复用，节约成本。采用固定位置视觉检测，能克服在传送带上因移动造成的检测效果不理想状态。
附图说明
图1为本发明提出的一种车门内饰缺陷视觉检测***的机械结构总装图；
图2为本发明提出的一种车门内饰缺陷视觉检测***的机台旋转装置总体结构图；
图3为本发明提出的一种车门内饰缺陷视觉检测***的可移动式机台支撑体总体结构图；
图4为本发明提出的一种车门内饰缺陷视觉检测***的CCD彩色相机图；
图5为本发明提出的一种车门内饰缺陷视觉检测***的***整体运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照本发明1-5附图，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车门装饰检测装置及方法，以便能在车门生产流水线上自动检测车门内饰颜色、缝线颜色、拼接轮廓以及表面破损(有无针眼、划痕和凹坑)。
针对当前所持技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种汽车车门内饰缺陷检测***。其特征在于该***分为硬件处理设备和软件设备，硬件设备包括气动固定旋转装置、可移动式支架支撑装置、图像采集装置。软件为运行在工程控制机上的表面缺陷视觉检测程序，连接图像采集装置。机械总装图如图1所示。
所述气动固定旋转装置如图2所示，主体由型材搭建，通过角铝件连接固定；在其前后梁上分别加装一个把手件，以便操作；两侧型材上各固定一个转动轴，其上配轴承，会连接在机台支撑装置上；右侧转动轴上设置一个刹车轮，由刹车轮固定件、卡轴固定，连接气缸以便随时固定轴承，气缸由气缸固定件加装在右侧支撑架上；在旋转台正面设置一些支撑件用于支撑车门且不损坏它，左侧有两个气杠固定装置用于在旋转机台前先夹紧车门，并能随时旋转调整角度。
所述移动式支撑装置如图3，底端由四根型材组成，在四个角上加装四个万向轮，型材上安装气动踩踏板011(用于固定车门和旋转机台)，安全性高；竖直方向上加装两根长型材(分别用斜向型材再加固，保持稳定性)和两根短型材作为整体结构支撑，机台旋转装置安装于型材05、017上，物料架03位于机器上部，光源02固定于上方型材架上，提供照明。
配体下面结合实施图例及附图对本发明作进一步地详细陈述。
所述图像采集装置，是在支撑架的上部安装三组CDD彩色相机(相机配有防尘防碰罩)，应用梯形螺母和连接件固定在架子地平衡杠上；光源照明设备通过连接件固定于上梁上。调整角度对准选装机台，将需要拍摄的车门区域划分为3个部分，保证车门所有位置都能拍摄到，将拍摄到的图片采用机器视觉技术结合工控机图像处理模块进行判别。(见图1)
所述工控机图像处理软件，主要由算法程序作技术支持，主要步骤为：
步骤一：将待测物件置于机台上，旋转至一定角度，调整相机角度人工观察获取最佳拍摄角度，并调整曝光增益等参数，使图像能够完整采集无死角；
步骤二：将获取图像进行处理并判定车门内饰颜色是否符合标准。
(1)对3幅图像进行图像融合。使用平均值法融合相机1、2的图像，如下式：
其中I(x，y)、I1(x，y)、I2(x，y)分别是融和图像、相机1图像、相机2图像在点(x，y)处的像素值，R1表示第一幅图像中未与第二幅图像重叠的区域，R2表示两幅图重叠区域，R3表示第二幅图像未与第一幅图像重叠的区域。
融合后的图像需要采用重叠区线性过渡的方法消除带状感。假设重叠区域区域宽度为L。重叠区域像素值为其中σ(0＜σ＜1)为过渡因子，xmax、xmin为重叠区域x轴最大值和最小值，IA、IB分别为两幅图对应的像素值。这样获取的图像过渡部分比较平滑，无明显的台阶。
同理将相机3的图像与融合后的图像再用此方法融合得到一副完整的车门图。
(2)对拼接后的图像进行图像增强。所述图像增强是为了突出将要处理的“有用”信息，扩大图像中不同区块特征之间的差别，为后面提取图像信息以及图像分析奠定基础。采用对数图像增强是常用的一种增强图像亮度的方法，即S＝c*log(r+1)，其中c为常数；
采用指数图像增强压缩图像灰度范围，即S＝c*R^r；
(3)在各颜色区域划定一个小区域，检测其rgb值是否在设定阈值内，判定颜色是否正常。将车门标准件置于机台上，获取实拍图，在每个颜色区域各划出一个矩形区域作为检测区域，其长设为1，宽设为d(不超出该颜色区域)，检测该区域的rgb值来判定其颜色是否符合标准。
步骤三：内饰图像区域分割。
寻找其边缘轮廓。所述的寻找边缘轮廓采用canny算子进行边缘检测，所述的canny算子边缘检测算法具体实现步骤是：计算图像中每个像素点的梯度强度和方向；应用非极大值抑制，以消除边缘检测带来的杂散响应；应用双阈值检测来确定真实的和潜在的边缘；通过抑制孤立的弱边缘最终完成边缘检测。找出轮廓之后在另一张全黑的图像上将检测到的主要边缘信息绘出，可有效减少原始图像在寻找边缘时造成的干扰。
步骤四：缺陷检测。车门内饰的主要缺陷由凹坑、针眼、划痕等组成，检测这些缺陷需要先去除环境光照、温度、电磁辐射地干扰，在一个外部环境较为稳定的情况下进行。且检测此类缺陷不需要在彩色环境下进行，先将其灰度化滤波去噪缺陷分割。
(1)灰度化。其中，R、G、B为变化前彩图地像素值分量，R’、G’、B’为灰度化后的分量。
(2)滤波去噪。灰度化后的图像上会有很多离散的噪声点，采用小波萎缩法去除噪声。阈值的确定在阈值萎缩中是最关键的。全局阈值对各层所有的小波系数或同一层内的小波系数都是统一的；而局部适应阈值是根据当前系数周围的局部情况来确定阈值。
Donoho和Johastone统一阈值(简称DJ阈值)：σ
其中σ为噪声标准方差，N为信号的尺寸或长度。阈值函数：选择合适的阈值T1和12，可以在软阈值方法和硬阈值方法之间达到很好的折中。
(3)缺陷分割。即将各缺陷特征提取出来，并分类检测及识别。
通过Canny算子将缺陷轮廓提取出来，计算缺陷轮廓所包含的面积S：
其中n为轮廓点数目，xi为当前轮廓点的横坐标，yi+1为下一轮廓点的纵坐标，xi+1为下一点的横坐标，yi为当前点纵坐标。
在得到缺陷的轮廓后，得到其上下左右四个极值点，设置其纵向及横向跨度分别为其宽W和长L。
通过上述缺陷特征，将目标缺陷分类为点缺陷、线缺陷、面缺陷，其分别对应于针眼、划痕、凹坑，检测其数量值，高于设定缺陷值时则不达标。
步骤五：判断.获取图像数据，判定各区域颜色是否正确，边缘轮廓是否符合标准，表面是否有划痕，凹坑，针眼等，若在设定的标准之内，则通过并写入日志，反之则报警，返回重新装配。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车门内饰缺陷视觉检测***，包括气动固定旋转装置、移动式支撑装置、和图像采集装置，其特征在于，气动固定旋转装置主体由型材(2)搭建，通过角铝件连接固定；在其前后梁上分别加装一个把手件(10)，以便操作；两侧型材上各固定一个转动轴(1)，其上配轴承，会连接在机台支撑装置上；右侧转动轴上设置一个刹车轮(14)，由刹车轮(14)固定件、卡轴固定，连接气缸(15)以便随时固定轴承，气缸(15)由气缸固定件(19)加装在右侧支撑架(27)上；在旋转台正面设置一些支撑件用于支撑车门且不损坏它，左侧有两个气杠(15)固定装置用于在旋转机台前先夹紧车门，并能随时旋转调整角度。
2.根据权利要求1所述的一种车门内饰缺陷视觉检测***，其特征在于，所述移动式支撑装置的底端由四根型材(2)组成，在四个角上加装四个万向轮，型材上安装气动踩踏板(011)，安全性高。
3.根据权利要求1所述的一种车门内饰缺陷视觉检测***，其特征在于，所述气动踩踏板(011)竖直方向上加装两根长型材和两根短型材作为整体结构支撑，机台旋转装置安装于型材(05)、(017)上，物料架(03)位于机器上部，光源(02)固定于上方型材架上，上方型材架安装有图像采集装置。
4.根据权利要求3所述的一种车门内饰缺陷视觉检测***，其特征在于，所述图像采集装置的支撑架的上部安装三组CDD彩色相机，应用梯形螺母和连接件固定在架子地平衡杠上，架子地平衡杠安装有光源照明设备。
5.根据权利要求4所述的一种车门内饰缺陷视觉检测***，其特征在于，所述光源照明设备通过连接件固定于上梁上，调整角度对准选装机台，将需要拍摄的车门区域划分为三个部分，保证车门所有位置都能拍摄到，将拍摄到的图片采用机器视觉技术结合工控机图像处理模块进行判别。
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