日用瓷表面缺陷检测及残品三维重建技术研究与实现

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中国作为日用瓷生产量与需求量最大的国家,提高日用瓷品质是当前中国急需解决的问题。目前,日用瓷的表面缺陷检测主要以传统人工检测为主,存在效率低、误检率高等问题,因此无法保证日用瓷的出厂品质。而且仅仅通过表面缺陷检测不能从根本上解决日用瓷的生产品质问题。本课题一方面基于机器视觉完成对日用瓷的高速度、自动化缺陷检测,提高日用瓷出厂品质;另一方面对检测出的日用瓷残品进行三维重建,采集其表面缺陷的形状、方向、位置信息上传至相关工艺设计人员。后期,工艺设计人员可进行数据归类分析,优化工艺流程,调整生产设备,从而提高产品品质,降低生产成本。论文开展的主要工作如下:1.设计了一套日用瓷表面缺陷视觉检测系统。首先,根据实际工业要求搭建了日用瓷的图像采集硬件平台。接着根据日用瓷生产工艺特点,编写了针对变形、缺口、裂痕与污点等缺陷的检测算法,并利用Open CV与MFC平台搭建了日用瓷表面缺陷检测软件系统。最后分别对200个日用瓷样本进行实验测试,检测结果表明该系统的准确率可达98%。2.提出了FAST+SIFT+FLANN算法相结合的特征匹配算法。为获得日用瓷残品缺陷的三维信息,先采用经典张氏棋盘标定法对双目相机进行标定,接着根据日用瓷的产品特点与缺陷特征,本文提出一种三种算法结合的特征匹配算法。FAST算法完成特征点提取,SIFT算法完成方向描述,FLANN实现特征匹配。并利用RANSAC算法完成迭代优化,得到了准确的特征匹配点对。实验证明,所提出的特征匹配算法可以高效、快速、精确地得到丰富的匹配点对信息。3.设计了一套日用瓷三维重建系统。首先,根据相机标定结果与匹配点对信息计算得到了空间点的三维信息。接着利用Delaunay三角剖分算法与Open GL平台完成三维点云的可视化,得到了日用瓷残品缺陷的三维形状、方向及位置信息。
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