本發明涉及石膏板表面缺陷檢測,具體為一種基于機器視覺的石膏板表面缺陷檢測方法及系統。
背景技術:
1、基于機器視覺的石膏板表面缺陷檢測方法及系統旨在利用計算機視覺技術,通過對石膏板表面圖像進行分析和處理,實現對石膏板表面缺陷的自動檢測和分類。
2、現有技術中的,公開號為cn117269189a公開了石膏板缺陷檢測方法及裝置,其中石膏板缺陷檢測方法包括:確定缺陷檢測類型;基于缺陷檢測類型確定檢測參數和光源參數;基于檢測參數和光源參數對石膏板圖像進行檢測,確定檢測結果,通過確定缺陷檢測類型;基于缺陷檢測類型確定檢測參數和光源參數;基于檢測參數和光源參數對石膏板圖像進行檢測,確定檢測結果,提高了缺陷檢測準確度,提高了效率,降低了人力成本,能夠保證石膏板的質量。
3、但是還存在如下不足,由上述的陳述可知,只論述了采集檢測參數和光源參數,但是并沒有公開和石膏板有關的具體參數,例如工藝制造參數及成分配比以及缺陷信息,一方面工藝制造參數和成分配比可以影響石膏板的質量和表面特征,從而影響缺陷的形成和表現,缺乏這些信息會導致檢測系統對于某些特定缺陷的識別能力不足,另一方面不同類型的石膏板缺陷具有不同的特征和形態,而上述方案并沒有具體采集任一缺陷的參數信息,例如裂縫,將其數據進行處理,以量化石膏板的缺陷情況,使石膏板的缺陷檢測的精度和范圍均有限。
4、在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解,因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種基于機器視覺的石膏板表面缺陷檢測方法及系統,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
3、一種基于機器視覺的石膏板表面缺陷檢測方法,具體步驟包括:
4、s1.使用ccd攝像機采集石膏板表面圖像,并記錄相關的工藝制造參數和成分配比;
5、s2.根據采集的石膏板表面圖像和記錄的工藝制造參數及成分配比,獲取石膏板的缺陷信息,缺陷信息包括石膏板表面存在的n條裂縫的特征參數,以及與工藝制造參數和成分配比相關的特征參數,n條裂縫的特征參數包括n條裂縫尺寸、裂縫密度和裂縫形狀,工藝制造參數相關的特征參數包括成型壓力、成型溫度和壓板時間,成分配比相關的特征參數包括石膏、纖維素和填料的比例和質量;
6、其中,
7、裂縫尺寸為n條裂縫的面積;
8、裂縫密度為n條石膏板表面單位面積內裂縫的數量;
9、裂縫形狀為n條裂縫的尖度指數;
10、s3.將石膏板的成型壓力、成型溫度、壓板時間、石膏和纖維素以及填料的比例和質量,輸入到線性回歸方程,獲取石膏板的強度系數;
11、s4.將n條裂縫的面積進行數據整合,生成裂縫的面積數組,根據裂縫的面積數組,獲取裂縫的面積最大值,將n條石膏板表面單位面積內裂縫的數量進行數據整合,生成裂縫的密度數組,根據裂縫的密度數組,獲取裂縫的平均密度,將n條裂縫的尖度指數進行數據整合,生成裂縫的形狀數組,根據裂縫的形狀數組,獲取裂縫的尖度指數的最大值;
12、s5.將裂縫面積的最大值、裂縫的平均密度和裂縫的尖度指數的最大值進行數據處理和相關性分析,生成裂縫狀態系數,將裂縫狀態系數和石膏板的強度系數進行數據處理,生成石膏板的缺陷風險系數;
13、s6.評估模塊,用于將石膏板的缺陷風險系數和缺陷風險系數的閾值進行比較,根據比較結果,評估石膏板的缺陷風險等級。
14、進一步地,將石膏板的成型壓力、成型溫度、壓板時間、石膏和纖維素以及填料的比例和質量,輸入到線性回歸方程,獲取石膏板的強度系數,依據的公式如下:
15、
16、其中,為石膏板的強度系數,即石膏板的強度水平,,,,,,分別代表成型壓力、成型溫度、壓板時間、石膏、纖維素和填料的比例,,,分別表示石膏、纖維素和填料的質量,為截距項,、、、、、、、、是回歸系數,表示各項參數對石膏板強度的影響程度,,是誤差項。
17、進一步地,將n條石膏板裂縫的面積進行數據整合,生成裂縫的面積數組,根據裂縫的面積數組,獲取裂縫的面積最大值的過程如下:
18、假設裂縫面積數組為(a?=?[a1,?a2,..ai..,an]),其中n為石膏板裂縫的數量,則獲取裂縫的面積最大值的公式如下:
19、
20、其中,為裂縫的面積最大值,為裂縫面積數組,包含了n條石膏板裂縫的面積數據,ai表示第i條石膏板裂縫的面積,表示裂縫面積數組(a)中的最大值,即最大的裂縫面積。
21、進一步地,將n條石膏板表面單位面積內裂縫的數量進行數據整合,生成裂縫的密度數組,根據裂縫的密度數組,獲取裂縫的平均密度的過程如下:
22、
23、其中,是裂縫密度的平均值,表示單位面積內的平均裂縫數量,裂縫密度數組d=[d1,d2,..di..,dn],包含個單位面積內的裂縫密度值,每個值代表單位面積內的裂縫數量,是石膏板數量,即單位面積內石膏板的數量,是裂縫密度數組中第i個石膏板的裂縫密度。
24、進一步地,將n條裂縫的尖度指數進行數據整合,生成裂縫的形狀數組,根據裂縫的形狀數組,獲取裂縫的尖度指數的最大值的過程如下:
25、歸一化處理:
26、
27、其中,裂縫尖度指數數組k=[k1,k2,..ki..,kn],是歸一化后的尖度指數,和分別是數組(k)中的最小值和最大值,(ki)表示第i條裂縫的尖度指數。
28、最大尖度指數的提取:
29、
30、其中,為裂縫的尖度指數的最大值。
31、進一步地,將裂縫面積的最大值、裂縫的平均密度和裂縫的尖度指數的最大值進行數據處理和相關性分析,生成裂縫狀態系數,依據的公式如下:
32、
33、其中,為裂縫狀態系數,為裂縫面積的最大值的權重系數,為裂縫的平均密度的權重系數,為裂縫的尖度指數的權重系數,,。
34、進一步地,將裂縫狀態系數和石膏板的強度系數進行數據處理,生成石膏板的缺陷風險系數,依據的公式如下:
35、
36、其中,表示石膏板的缺陷風險系數,代表裂縫狀態系數,表示石膏板上裂縫的綜合狀態,表示石膏板的強度系數,反映了石膏板的強度水平。
37、進一步地,將石膏板的缺陷風險系數和缺陷風險系數的閾值進行比較,根據比較結果,評估石膏板的缺陷風險等級的過程如下:
38、當,表示石膏板的缺陷風險等級為低風險;
39、當,表示石膏板的缺陷風險等級為中風險;
40、當,表示石膏板的缺陷風險等級為高風險。
41、一種基于機器視覺的石膏板表面缺陷檢測系統,所述系統用于執行上述任一所述的基于機器視覺的石膏板表面缺陷檢測方法,包括:
42、數據采集模塊,用于使用ccd攝像機采集石膏板表面圖像,并記錄相關的工藝制造參數和成分配比;
43、參數確定模塊,用于根據采集的石膏板表面圖像和記錄的工藝制造參數及成分配比,獲取石膏板的缺陷信息,缺陷信息包括石膏板表面存在的n條裂縫的特征參數,以及與工藝制造參數和成分配比相關的特征參數,n條裂縫的特征參數包括n條裂縫尺寸、裂縫密度和裂縫形狀,工藝制造參數相關的特征參數包括成型壓力、成型溫度和壓板時間,成分配比相關的特征參數包括石膏、纖維素和填料的比例和質量;
44、其中,
45、裂縫尺寸為n條裂縫的面積;
46、裂縫密度為n條石膏板表面單位面積內裂縫的數量;
47、裂縫形狀為n條裂縫的尖度指數;
48、函數構建模塊,用于將石膏板的成型壓力、成型溫度、壓板時間、石膏和纖維素以及填料的比例和質量,輸入到線性回歸方程,獲取石膏板的強度系數;
49、數據處理模塊,用于將n條裂縫的面積進行數據整合,生成裂縫的面積數組,根據裂縫的面積數組,獲取裂縫的面積最大值,將n條石膏板表面單位面積內裂縫的數量進行數據整合,生成裂縫的密度數組,根據裂縫的密度數組,獲取裂縫的平均密度,將n條裂縫的尖度指數進行數據整合,生成裂縫的形狀數組,根據裂縫的形狀數組,獲取裂縫的尖度指數的最大值;
50、數據分析模塊,用于將裂縫面積的最大值、裂縫的平均密度和裂縫的尖度指數的最大值進行數據處理和相關性分析,生成裂縫狀態系數,將裂縫狀態系數和石膏板的強度系數進行數據處理,生成石膏板的缺陷風險系數;
51、評估模塊,用于將石膏板的缺陷風險系數和缺陷風險系數的閾值進行比較,根據比較結果,評估石膏板的缺陷風險等級。
52、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
53、本發明通過采集石膏板的工藝制造參數及成分配比以及缺陷信息,將石膏板的工藝制造參數及成分配比,輸入到線性回歸方程,能夠獲取石膏板的強度系數,將n條裂縫的面積進行數據整合,能夠獲取裂縫的面積最大值,將n條石膏板表面單位面積內裂縫的數量進行數據整合,能夠獲取裂縫的平均密度,將n條裂縫的尖度指數進行數據整合,能夠獲取裂縫的尖度指數的最大值,將裂縫面積的最大值、裂縫的平均密度和裂縫的尖度指數的最大值進行數據處理和相關性分析,能夠生成裂縫狀態系數,將裂縫狀態系數和石膏板的強度系數進行數據處理,能夠生成石膏板的缺陷風險系數,將石膏板的缺陷風險系數和缺陷風險系數的閾值進行比較,根據比較結果,能夠評估石膏板的缺陷風險等級。因此,一方面通過采集石膏板的工藝制造參數和成分配比以及缺陷信息,提高了特定缺陷的識別能力,另一方面采集特定的石膏板裂縫,將其數據進行處理,可以量化石膏板的缺陷情況,提高石膏板的缺陷檢測的精度和范圍。