(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210757297.0 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 中科苏州智能计算 技术研究院 地址 215123 江苏省苏州市苏州工业园区 金鸡湖大道88号人工智能产业园D1单 元 (72)发明人 陈扬　张杰　顾宇浩　周壮壮　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 专利代理师 陈忠辉 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 用于检测和测量产品表面缺陷的装置及方 法 (57)摘要 本发明公开了一种用于检测和测量产品表 面缺陷的装置及方法， 该装置包括向产线上实时 通过的待检产品表面投射结构光的投影仪， 实时 抓拍被投射结构光的待检产品表 面成像的相机， 和总线连接投影仪及相机的计算机， 该计算机接 收来自于相机的采集图像， 通过计算机所预设的 图像处理算法， 检测与测量物体的表 面缺陷并量 化尺寸规格。 通过装置标定、 学习参数、 设定参 数、 图像校正、 实时检测和分析缺陷的机器视觉 检测方法， 提升了对物体表面三维缺陷的检测能 力， 尤其相对传统检测方法具有 准确性、 实时性、 灵活性等多方面的提升效果， 且降低了对计算机 的硬件需求， 性 价比突出。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115201202 A 2022.10.18 CN 115201202 A 1.用于检测 和测量产品表面 缺陷的装置， 其特 征在于包括： 投影仪， 用于向产线上实时通过的待检产品表面投射结构光； 相机， 用于实时抓拍被投射结构光的待检产品表面成像； 计算机， 总 线连接投影仪及相机， 用于对投影仪输出结构光， 并接收来自于相机的采集 图像， 通过计算机所 预设的图像处 理算法， 检测与测量物体的表面 缺陷并量 化尺寸规格。 2.根据权利要求1所述用于检测和测量产品表面缺陷的装置， 其特征在于： 所述投影仪 设为以蓝光作为结构光投射的光线， 且所述结构光设为 光栅条纹。 3.根据权利要求1所述用于检测和测量产品表面缺陷的装置， 其特征在于： 所述投影仪 和 相机集合成一体， 并固接于产线从中穿过的龙门架上， 投影仪的投射角度和相机的拍 摄距离、 角度可调。 4.用于检测和测量产品表面缺陷的方法， 基于权利要求1至3中任一项所述装置实现， 并以光栅为结构光， 其特 征在于包括： S1、 装置标定， 通过计算投影仪成像区域与理想坐标的映射关系， 将倾斜的光栅图像区 域映射到理想坐标系中， 得到与Y轴平行的光 栅图像； S2、 学习参数， 使用不同材质表面的样品通过投射及取景范围， 并通过投影仪对场景投 射正弦光栅条纹， 学习包括模板特征、 噪声阈值、 缺陷阈值、 背 景亮度阈值、 测量参数的图案 特征； S3、 设定参数， 根据检测需求， 通过计算机设定 至少包含错位长度、 大小的缺陷参数； S4、 图像校正， 在工作阶段利用装置标定步骤所得映射关系， 将相机输入的倾斜光栅图 像校正为相对光 栅的条纹方向垂直的理想光 栅图像； S5、 实时检测， 向计算机输入图像校正后的理想光栅图像， 并由计算机基于学习参数和 设定参数对输入图像分割目标并检测缺陷， 输出包含符合用户需求的全部缺陷信息的图 像， S6、 分析缺陷， 采用连通域分析算法提取缺陷信息的连通域特征， 并基于测量参数将连 通域特征转换至真实世界的缺陷量化表征， 基于预设的缺陷参数， 过滤并输出待检产品表 面符合用户定义的缺陷量 化表征或图像表征。 5.根据权利要求4所述用于检测和测量产品表面缺陷的方法， 其特征在于： 学习参数中 所述模板特征为获取无缺陷的待检物体表面图案， 通过图像处理算法提取出不同相位、 不 同周期的归一 化正选波形、 并组成模板库； 所述噪声阈值为计算无缺陷的表面图像中每一段数据于模板库中全部模板的平均绝 对误差 ， 其中 为模板向量， 为图像向量； 所述缺陷阈值得自于将带有缺陷的表面图像与模板库的模板进行匹配， 并计算图像中 所有数据段的匹配误差、 从小到大排序后自定义设置的取值个数； 所述背景亮度阈值为对待检产品的背景材质投影全亮的图案， 并取背景材质图像的亮 度平均值所 得； 所述测量 参数表示图像坐标与真实世界的对应关系。 6.根据权利要求4所述用于检测和测量产品表面缺陷的方法， 其特征在于： 设定参数中权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115201202 A 2定义错位判断法， 根据数据段中某一处存在相位偏移， 并在归一化图像数据段后与匹配模 板在对应处存在误差超限与否作出评判。 7.根据权利要求4所述用于检测和测量产品表面缺陷的方法， 其特征在于： 实时检测中 所述分割目标为基于背景亮度阈值 提取目标区域， 并对目标区域作边 缘拟合。 8.根据权利要求4所述用于检测和测量产品表面缺陷的方法， 其特征在于： 实时检测中 所述检测 缺陷包括： 先基于模板匹配的异常检测， 通过模板匹配及错位判断的方法获得包 含缺陷区域和图像噪声的异常区域， 再通过缺陷区域计算获得缺陷区域图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115201202 A 3