【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及缺陷檢測領域，特別涉及一種金屬表面焊渣檢測系統、方法、電子裝置及存儲介質。
技術介紹
1、金屬表面在焊接過程中由于高溫作用易發生金屬液滴飛濺，滴落到附近金屬表面形成焊渣，對產品安全性與外觀造成不利影響。需要專門的檢測工位對金屬表面進行缺陷檢測，進行質量分級。焊渣體積小，且與金屬表面材質相同，人眼難以辨別。
2、如中國專利cn115760731a、cn216696712u采用高精度的3d測量方案，成本過高，不適用于低成本產品的焊渣檢測應用場景；因此，需要采用成本較低的2d檢測方案檢測金屬表面焊渣，對表面質量進行分級。
3、基于光度立體原理的表面缺陷檢測，可以輸出表面反射率圖或者法向量圖，令焊渣成像顯著不同于正常表面，從而進行表面焊渣檢測。但是經典的光度立體檢測方法采用面陣相機配合多分區光源，如中國專利cn?116678826?a，但這種組合方式的一次拍攝的視野有限，對于目標大小超過檢測視野的金屬表面，需要被檢測對象采用運動-停止（拍攝）-運動的方案進行分段檢測，運動機構復雜且檢測效率低。
4、為了解決面陣相機拍攝視野有限的短板，提出以線陣相機配合多向光源/多分區光源，以光度立體法原理，實現待測物體表面缺陷檢測。
5、在上述該類表面缺陷檢測方法中，其核心內容主要包含圖像采集和檢測算法兩大模塊。其中，圖像采集是整個檢測流程的基礎，圖像質量的好壞是決定最終檢測效果的重要因素，如果在成像時盡可能地將缺陷特征突顯出來，就可以大大降低后續檢測的難度，而這很大程度上取決于照明條件。如
6、中國專利cn?114740616?a公開了一種基于線掃描相機光度立體的成像裝置及方法。使用線掃描相機對目標物體表面細微劃痕以及細小凹坑的成像質量，打破了傳統光度立體法這只能應用于面陣相機的行業現狀與技術壁壘。如該專利所記載內容可知，為實現線掃描相機實現光度立體法，該專利采用一種同軸分時交叉線光源，該交叉線光源包括左右兩個方向的線光源，以實現分時頻閃，屬于一種特制光源。
7、中國專利cn?115511825?a一種基于線陣相機的表面缺陷視覺檢測方法及裝置。該專利利用線陣相機基于四向光源采集待測物體圖像，可實現流水線動態檢測，能夠提高其在工業級應用中的檢測效率；最后，該方法在傳統二維檢測技術的基礎上賦予其三維測量能力。如該專利所記載內容可知，該專利所構建的檢測裝置中采用多向光源為照明裝置，以對待測物體表面提供足夠多的光照條件，使得可以獲取滿足光度立體要求的圖像。
8、在檢測算法方面，目前主流的方法大部分基于通用的深度學習目標檢測框架，如中國專利cn116721066a公開了一種金屬表面缺陷檢測方法、裝置和存儲介質。通過在不同照明方向下對待測金屬進行拍攝，將物體表面圖像序列的缺陷信息融合到一幅圖像中；將融合而成的增強圖像與散度圖像共同輸入雙支路特征融合檢測網絡中，兩條支路充分提取不同圖像的有效信息，進行特征級融合，有效地增強缺陷檢測能力。
技術實現思路
1、本專利技術提出金屬表面焊渣檢測系統、方法、電子裝置及存儲介質，可至少解決上述技術問題之一。
2、為實現上述目的，本專利技術提出了以下技術方案：
3、一種金屬表面焊渣檢測系統，包括：
4、照明模塊，包括至少三個線陣光源，分布在待測物體的不同面，線陣光源的照明重合區域不小于線陣相機視野范圍，以使待測物體表面實現不共面多角度照明；
5、圖像采集及處理模塊，基于線陣光源的分時頻閃規律，線陣相機依次采集每一線陣光源的照明區域下的待測物體表面圖像；基于待測物體表面圖像，采用光度立體法，計算表面法向量圖；濾波處理表面法向量圖，獲得疊加圖像；二值化處理疊加圖像，獲取焊渣位置。
6、進一步地，還包括：標定模塊，采集待測物體表面圖像之前，線陣相機依次采集每一線陣光源的照明區域下的高光金屬標定球的表面圖像，根據采集到的表面圖像和標定公式，獲取光度立體法所需的照明方向矩陣。
7、進一步地，所述濾波處理表面法向量圖，包括：構建濾波器，獲取表面法向量圖中任一分量圖的濾波核；使用濾波核卷積濾波對應的分量圖，疊加各分量圖的濾波結果，獲得疊加圖像。
8、進一步地，所述獲取焊渣位置，包括：設置灰度閾值，判斷灰度閾值與焊渣位置的灰度值的關系，若小于灰度閾值，則存在焊渣，反之，不存在。
9、基于同樣的專利技術構思，本專利技術還提出一種金屬表面焊渣檢測方法，包括：
10、搭建n光源線陣光度立體系統，以使待測物體表面實現不共面多角度照明，且n光源的照明重合區域不小于線陣相機視野范圍；其中，n光源為線陣光源，n≥3，n為正整數；
11、標定光源方向，獲取照明方向矩陣；
12、基于線陣光源的分時頻閃規律，線陣相機依次采集每一線陣光源的照明區域下的待測物體表面圖像；
13、基于待測物體表面圖像和照明方向矩陣，采用光度立體法，計算表面法向量圖；
14、濾波處理表面法向量圖，獲得疊加圖像；二值化處理疊加圖像，獲取焊渣位置。
15、進一步地，所述濾波處理表面法向量圖，包括：構建濾波器，獲取表面法向量圖中任一分量圖的濾波核；任一分量圖經對應濾波核卷積濾波后，疊加各分量圖的濾波結果，獲得疊加圖像。
16、進一步地，所述獲取焊渣位置，包括：設置灰度閾值，判斷灰度閾值與焊渣位置的灰度值的關系，若小于灰度閾值，則存在焊渣，反之，不存在。
17、本專利技術又提出一種電子裝置，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器被設置為運行所述計算機程序以執行如上所述的金屬表面焊渣檢測方法。
18、本專利技術又提出一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述的金屬表面焊渣檢測方法。
19、本專利技術的有益效果如下：
20、本專利技術所構建的金屬表面焊渣檢測系統，以線陣光源、線陣相機的布置實現待測物體表面不共面多角度照明，使得線陣光源、線陣相機得以實現光度立體法。對于表面尺寸過大的待測物體，可以連續獲取待測物體的完整表面圖像。
21、本專利技術所采用的線陣光源為普通線陣光源，結構簡單，不需要實現分時交叉線掃等特殊功能；且線陣光源功率更低，光源利用效率更高，相較于面陣光源成本更低。
22、本專利技術基于焊渣缺陷的表面法向量圖的特性，利用光度立體法所計算的物體表面法向量圖，采用球形濾波器增強焊渣缺陷，不需要進一步計算曲率或者反射率進行缺陷檢測，并對經過濾波卷積處理后圖像簡單疊加，再采用簡單的二值化方法，而非深度神經網絡就可以有效檢出焊渣缺陷位置，了解金屬表面焊渣的分布情況。本專利技術所提出的金屬表面焊渣檢測方法，合理利用焊渣圖像特性，方法簡單，計算量小，消耗資源少，節約成本。
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1.一種金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，還包括：標定模塊，采集待測物體表面圖像之前，線陣相機依次采集每一線陣光源的照明區域下的高光金屬標定球的表面圖像，根據采集到的表面圖像和標定公式，獲取光度立體法所需的照明方向矩陣。
3.根據權利要求1或2所述的金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，所述濾波處理表面法向量圖，包括：構建濾波器，獲取表面法向量圖中任一分量圖的濾波核；使用濾波核卷積濾波對應的分量圖，疊加各分量圖的濾波結果，獲得疊加圖像。
4.根據權利要求1或2所述的金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，所述獲取焊渣位置，包括：設置灰度閾值，判斷灰度閾值與焊渣位置的灰度值的關系，若小于灰度閾值，則存在焊渣，反之，不存在。
5.一種金屬表面焊渣檢測方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的金屬表面焊渣檢測方法，其特征在于，所述濾波處理表面法向量圖，包括：構建濾波器，獲取表面法向量圖中任一分量圖的濾波核；任一分量圖經對應濾波核卷積濾波后，疊加各分量圖的濾波結果，
7.根據權利要求5或6所述的金屬表面焊渣檢測方法，其特征在于，所述獲取焊渣位置，包括：設置灰度閾值，判斷灰度閾值與焊渣位置的灰度值的關系，若小于灰度閾值，則存在焊渣，反之，不存在。
8.一種電子裝置，包括存儲器和處理器，其特征在于，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器被設置為運行所述計算機程序以執行權利要求5-7中任一項所述的金屬表面焊渣檢測方法。
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求5-7中任一所述的金屬表面焊渣檢測方法。
...【技術特征摘要】
1.一種金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，還包括：標定模塊，采集待測物體表面圖像之前，線陣相機依次采集每一線陣光源的照明區域下的高光金屬標定球的表面圖像，根據采集到的表面圖像和標定公式，獲取光度立體法所需的照明方向矩陣。
3.根據權利要求1或2所述的金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，所述濾波處理表面法向量圖，包括：構建濾波器，獲取表面法向量圖中任一分量圖的濾波核；使用濾波核卷積濾波對應的分量圖，疊加各分量圖的濾波結果，獲得疊加圖像。
4.根據權利要求1或2所述的金屬表面焊渣檢測系統，其特征在于，所述獲取焊渣位置，包括：設置灰度閾值，判斷灰度閾值與焊渣位置的灰度值的關系，若小于灰度閾值，則存在焊渣，反之，不存在。
5.一種金屬表面焊渣檢測方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：殷亞祥，邵云峰，曹桂平，董寧，
申請(專利權)人：合肥埃科光電科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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