本發(fā)明涉及石膏板表面缺陷檢測(cè)，具體為一種基于機(jī)器視覺的石膏板表面缺陷檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、基于機(jī)器視覺的石膏板表面缺陷檢測(cè)方法及系統(tǒng)旨在利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，通過對(duì)石膏板表面圖像進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)石膏板表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)和分類。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的，公開號(hào)為cn117269189a公開了石膏板缺陷檢測(cè)方法及裝置，其中石膏板缺陷檢測(cè)方法包括：確定缺陷檢測(cè)類型；基于缺陷檢測(cè)類型確定檢測(cè)參數(shù)和光源參數(shù)；基于檢測(cè)參數(shù)和光源參數(shù)對(duì)石膏板圖像進(jìn)行檢測(cè)，確定檢測(cè)結(jié)果，通過確定缺陷檢測(cè)類型；基于缺陷檢測(cè)類型確定檢測(cè)參數(shù)和光源參數(shù)；基于檢測(cè)參數(shù)和光源參數(shù)對(duì)石膏板圖像進(jìn)行檢測(cè)，確定檢測(cè)結(jié)果，提高了缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確度，提高了效率，降低了人力成本，能夠保證石膏板的質(zhì)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(cè)參數(shù)和光源參數(shù)，但是并沒有公開和石膏板有關(guān)的具體參數(shù)，例如工藝制造參數(shù)及成分配比以及缺陷信息，一方面工藝制造參數(shù)和成分配比可以影響石膏板的質(zhì)量和表面特征，從而影響缺陷的形成和表現(xiàn)，缺乏這些信息會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于某些特定缺陷的識(shí)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(tài)，而上述方案并沒有具體采集任一缺陷的參數(shù)信息，例如裂縫，將其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以量化石膏板的缺陷情況，使石膏板的缺陷檢測(cè)的精度和范圍均有限。

4、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的石膏板表面缺陷檢測(cè)方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于機(jī)器視覺的石膏板表面缺陷檢測(cè)方法，具體步驟包括：

4、s1.使用ccd攝像機(jī)采集石膏板表面圖像，并記錄相關(guān)的工藝制造參數(shù)和成分配比；

5、s2.根據(jù)采集的石膏板表面圖像和記錄的工藝制造參數(shù)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(shù)，以及與工藝制造參數(shù)和成分配比相關(guān)的特征參數(shù)，n條裂縫的特征參數(shù)包括n條裂縫尺寸、裂縫密度和裂縫形狀，工藝制造參數(shù)相關(guān)的特征參數(shù)包括成型壓力、成型溫度和壓板時(shí)間，成分配比相關(guān)的特征參數(shù)包括石膏、纖維素和填料的比例和質(zhì)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(nèi)裂縫的數(shù)量；

9、裂縫形狀為n條裂縫的尖度指數(shù)；

10、s3.將石膏板的成型壓力、成型溫度、壓板時(shí)間、石膏和纖維素以及填料的比例和質(zhì)量，輸入到線性回歸方程，獲取石膏板的強(qiáng)度系數(shù)；

11、s4.將n條裂縫的面積進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的面積數(shù)組，根據(jù)裂縫的面積數(shù)組，獲取裂縫的面積最大值，將n條石膏板表面單位面積內(nèi)裂縫的數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的密度數(shù)組，根據(jù)裂縫的密度數(shù)組，獲取裂縫的平均密度，將n條裂縫的尖度指數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的形狀數(shù)組，根據(jù)裂縫的形狀數(shù)組，獲取裂縫的尖度指數(shù)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(shù)的最大值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析，生成裂縫狀態(tài)系數(shù)，將裂縫狀態(tài)系數(shù)和石膏板的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；

13、s6.評(píng)估模塊，用于將石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，評(píng)估石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

14、進(jìn)一步地，將石膏板的成型壓力、成型溫度、壓板時(shí)間、石膏和纖維素以及填料的比例和質(zhì)量，輸入到線性回歸方程，獲取石膏板的強(qiáng)度系數(shù)，依據(jù)的公式如下：

15、

16、其中，為石膏板的強(qiáng)度系數(shù)，即石膏板的強(qiáng)度水平，，，，，，分別代表成型壓力、成型溫度、壓板時(shí)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(zhì)量，為截距項(xiàng)，、、、、、、、、是回歸系數(shù)，表示各項(xiàng)參數(shù)對(duì)石膏板強(qiáng)度的影響程度，，是誤差項(xiàng)。

17、進(jìn)一步地，將n條石膏板裂縫的面積進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的面積數(shù)組，根據(jù)裂縫的面積數(shù)組，獲取裂縫的面積最大值的過程如下：

18、假設(shè)裂縫面積數(shù)組為(a?=?[a1,?a2,..ai..,an])，其中n為石膏板裂縫的數(shù)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(shù)組，包含了n條石膏板裂縫的面積數(shù)據(jù),ai表示第i條石膏板裂縫的面積，表示裂縫面積數(shù)組(a)中的最大值，即最大的裂縫面積。

21、進(jìn)一步地，將n條石膏板表面單位面積內(nèi)裂縫的數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的密度數(shù)組，根據(jù)裂縫的密度數(shù)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(nèi)的平均裂縫數(shù)量，裂縫密度數(shù)組d=[d1,d2,..di..,dn]，包含個(gè)單位面積內(nèi)的裂縫密度值，每個(gè)值代表單位面積內(nèi)的裂縫數(shù)量，是石膏板數(shù)量，即單位面積內(nèi)石膏板的數(shù)量，是裂縫密度數(shù)組中第i個(gè)石膏板的裂縫密度。

24、進(jìn)一步地，將n條裂縫的尖度指數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的形狀數(shù)組，根據(jù)裂縫的形狀數(shù)組，獲取裂縫的尖度指數(shù)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(shù)數(shù)組k=[k1,k2,..ki..,kn],是歸一化后的尖度指數(shù)，和分別是數(shù)組(k)中的最小值和最大值,(ki)表示第i條裂縫的尖度指數(shù)。

28、最大尖度指數(shù)的提?。?/p>

29、

30、其中，為裂縫的尖度指數(shù)的最大值。

31、進(jìn)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(shù)的最大值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析，生成裂縫狀態(tài)系數(shù)，依據(jù)的公式如下：

32、

33、其中，為裂縫狀態(tài)系數(shù)，為裂縫面積的最大值的權(quán)重系數(shù)，為裂縫的平均密度的權(quán)重系數(shù)，為裂縫的尖度指數(shù)的權(quán)重系數(shù)，，。

34、進(jìn)一步地，將裂縫狀態(tài)系數(shù)和石膏板的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，依據(jù)的公式如下：

35、

36、其中，表示石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，代表裂縫狀態(tài)系數(shù)，表示石膏板上裂縫的綜合狀態(tài)，表示石膏板的強(qiáng)度系數(shù)，反映了石膏板的強(qiáng)度水平。

37、進(jìn)一步地，將石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，評(píng)估石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的過程如下：

38、當(dāng)，表示石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為低風(fēng)險(xiǎn)；

39、當(dāng)，表示石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)；

40、當(dāng)，表示石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高風(fēng)險(xiǎn)。

41、一種基于機(jī)器視覺的石膏板表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于執(zhí)行上述任一所述的基于機(jī)器視覺的石膏板表面缺陷檢測(cè)方法，包括：

42、數(shù)據(jù)采集模塊，用于使用ccd攝像機(jī)采集石膏板表面圖像，并記錄相關(guān)的工藝制造參數(shù)和成分配比；

43、參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)采集的石膏板表面圖像和記錄的工藝制造參數(shù)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(shù)，以及與工藝制造參數(shù)和成分配比相關(guān)的特征參數(shù)，n條裂縫的特征參數(shù)包括n條裂縫尺寸、裂縫密度和裂縫形狀，工藝制造參數(shù)相關(guān)的特征參數(shù)包括成型壓力、成型溫度和壓板時(shí)間，成分配比相關(guān)的特征參數(shù)包括石膏、纖維素和填料的比例和質(zhì)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(nèi)裂縫的數(shù)量；

47、裂縫形狀為n條裂縫的尖度指數(shù)；

48、函數(shù)構(gòu)建模塊，用于將石膏板的成型壓力、成型溫度、壓板時(shí)間、石膏和纖維素以及填料的比例和質(zhì)量，輸入到線性回歸方程，獲取石膏板的強(qiáng)度系數(shù)；

49、數(shù)據(jù)處理模塊，用于將n條裂縫的面積進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的面積數(shù)組，根據(jù)裂縫的面積數(shù)組，獲取裂縫的面積最大值，將n條石膏板表面單位面積內(nèi)裂縫的數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的密度數(shù)組，根據(jù)裂縫的密度數(shù)組，獲取裂縫的平均密度，將n條裂縫的尖度指數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，生成裂縫的形狀數(shù)組，根據(jù)裂縫的形狀數(shù)組，獲取裂縫的尖度指數(shù)的最大值；

50、數(shù)據(jù)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(shù)的最大值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析，生成裂縫狀態(tài)系數(shù)，將裂縫狀態(tài)系數(shù)和石膏板的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；

51、評(píng)估模塊，用于將石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，評(píng)估石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

52、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

53、本發(fā)明通過采集石膏板的工藝制造參數(shù)及成分配比以及缺陷信息，將石膏板的工藝制造參數(shù)及成分配比，輸入到線性回歸方程，能夠獲取石膏板的強(qiáng)度系數(shù)，將n條裂縫的面積進(jìn)行數(shù)據(jù)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(nèi)裂縫的數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，能夠獲取裂縫的平均密度，將n條裂縫的尖度指數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，能夠獲取裂縫的尖度指數(shù)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(shù)的最大值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析，能夠生成裂縫狀態(tài)系數(shù)，將裂縫狀態(tài)系數(shù)和石膏板的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能夠生成石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，將石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和缺陷風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，能夠評(píng)估石膏板的缺陷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。因此，一方面通過采集石膏板的工藝制造參數(shù)和成分配比以及缺陷信息，提高了特定缺陷的識(shí)別能力，另一方面采集特定的石膏板裂縫，將其數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)的精度和范圍。