一种工业生产用的缺陷检测方法及系统

技术领域

本发明涉及图像检测技术领域，具体是涉及一种工业生产用的缺陷检测方法及系统。

背景技术

图像检测已经广泛应用在工业生产中，例如对产品的表面划痕、表面平整度、色差等进行检测，目前图像检测的对象基本为静态特征，对于一些能够运动的产品而言，例如机械手，往往还需要检测其动态特征，例如机械手的运动轨迹是否满足要求，目前动态特征的检测往往需要专门的检测设备，检测成本高，操作复杂，检测效率较低。因此，需要提供一种工业生产用的缺陷检测方法及系统，旨在解决或者缓解上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种工业生产用的缺陷检测方法及系统，以解决或者缓解上述背景技术中存在的问题。

本发明是这样实现的，一种工业生产用的缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：

接收用户输入的轨迹测试程序和特征元素；

采集一张不包含待检测产品的背景图像；

采集待检测产品在测试位置根据所述轨迹测试程序得到的运行轨迹图像信息，所述运行轨迹图像信息包括若干张运行轨迹图像；

识别每张运行轨迹图像上的特征区域，对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合得到完整轨迹图形；

根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形；

将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，确定缺陷轨迹区域，在缺陷轨迹区域处进行缺陷标记。

作为本发明进一步的方案：所述识别每张运行轨迹图像上的特征区域，对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合得到完整轨迹图形的步骤，具体包括：

根据特征元素识别每张运行轨迹图像上的特征区域，扣除特征区域；

将所有扣除的特征区域粘贴在背景图像的对应位置上，整合得到完整轨迹图形。

作为本发明进一步的方案：所述根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形的步骤，具体包括：

调取所述轨迹测试程序的程序文件名；

将程序文件名输入至标准轨迹库中，所述标准轨迹库包括所有的程序文件名，每个程序文件名对应一个标准轨迹图形；

输出所述轨迹测试程序对应的标准轨迹图形。

作为本发明进一步的方案：所述将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，确定缺陷轨迹区域的步骤，具体包括：

将完整轨迹图形和标准轨迹图形都分割成N个子区域；

计算完整轨迹图形中每个子区域与标准轨迹图形中对应位置子区域的相似度，当相似度小于设定相似值时，判定完整轨迹图形中该子区域存在缺陷；

对完整轨迹图形中所有存在缺陷的子区域进行整合得到缺陷轨迹区域。

作为本发明进一步的方案：所述方法还包括对运行轨迹的时效性进行查验，具体步骤为：

调取运行轨迹图像上的时间信息，运行轨迹图像信息中每间隔M张图像，有一张运行轨迹图像上标记有时间信息，所述时间信息表示轨迹测试程序的启动时间；

在完整轨迹图形中对应的特征区域添加上所述时间信息；

根据时间信息将完整轨迹图形中的特征区域与标准轨迹图形中对应的特征区域进行位置对比，判定是否存在时间误差，所述标准轨迹图形中标记有时间信息，每个时间信息对应有特征区域。

本发明的另一目的在于提供一种工业生产用的缺陷检测系统，所述系统包括：

程序特征确定模块，用于接收用户输入的轨迹测试程序和特征元素；

背景图像采集模块，用于采集一张不包含待检测产品的背景图像；

轨迹图像采集模块，用于采集待检测产品在测试位置根据所述轨迹测试程序得到的运行轨迹图像信息，所述运行轨迹图像信息包括若干张运行轨迹图像；

完整轨迹获取模块，用于识别每张运行轨迹图像上的特征区域，对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合得到完整轨迹图形；

标准轨迹确定模块，用于根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形；

缺陷区域确定模块，用于将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，确定缺陷轨迹区域，在缺陷轨迹区域处进行缺陷标记。

作为本发明进一步的方案：所述完整轨迹获取模块包括：

特征区域识别单元，用于根据特征元素识别每张运行轨迹图像上的特征区域，扣除特征区域；

特征区域粘贴单元，用于将所有扣除的特征区域粘贴在背景图像的对应位置上，整合得到完整轨迹图形。

作为本发明进一步的方案：所述标准轨迹确定模块包括：

文件名调取单元，用于调取所述轨迹测试程序的程序文件名；

文件名输入单元，用于将程序文件名输入至标准轨迹库中，所述标准轨迹库包括所有的程序文件名，每个程序文件名对应一个标准轨迹图形；

标准轨迹输出单元，用于输出所述轨迹测试程序对应的标准轨迹图形。

作为本发明进一步的方案：所述缺陷区域确定模块包括：

轨迹图形分割单元，用于将完整轨迹图形和标准轨迹图形都分割成N个子区域；

缺陷判定单元，用于计算完整轨迹图形中每个子区域与标准轨迹图形中对应位置子区域的相似度，当相似度小于设定相似值时，判定完整轨迹图形中该子区域存在缺陷；

缺陷轨迹区域单元，用于对完整轨迹图形中所有存在缺陷的子区域进行整合得到缺陷轨迹区域。

作为本发明进一步的方案：所述系统还包括时效性检测模块，时效性检测模块具体包括：

时间信息调取单元，用于调取运行轨迹图像上的时间信息，运行轨迹图像信息中每间隔M张图像，有一张运行轨迹图像上标记有时间信息，所述时间信息表示轨迹测试程序的启动时间；

时间信息标注单元，用于在完整轨迹图形中对应的特征区域添加上所述时间信息；

区域位置对比单元，用于根据时间信息将完整轨迹图形中的特征区域与标准轨迹图形中对应的特征区域进行位置对比，判定是否存在时间误差，所述标准轨迹图形中标记有时间信息，每个时间信息对应有特征区域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将图像检测运用到产品的动态特征的检测上，检测时，用户只需要确定轨迹测试程序和特征元素，就可以自动得到缺陷轨迹区域，操作简单，检测效率高。

附图说明

图1为一种工业生产用的缺陷检测方法的流程图。

图2为一种工业生产用的缺陷检测方法中识别特征区域的流程图。

图3为一种工业生产用的缺陷检测方法中确定标准轨迹图形的流程图。

图4为一种工业生产用的缺陷检测方法中确定缺陷轨迹区域的流程图。

图5为一种工业生产用的缺陷检测方法中对运行轨迹的时效性进行查验的流程图。

图6为一种工业生产用的缺陷检测系统的结构示意图。

图7为一种工业生产用的缺陷检测系统中完整轨迹获取模块的结构示意图。

图8为一种工业生产用的缺陷检测系统中标准轨迹确定模块的结构示意图。

图9为一种工业生产用的缺陷检测系统中缺陷区域确定模块的结构示意图。

图10为一种工业生产用的缺陷检测系统中时效性检测模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种工业生产用的缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：

S100，接收用户输入的轨迹测试程序和特征元素；

S200，采集一张不包含待检测产品的背景图像；

S300，采集待检测产品在测试位置根据所述轨迹测试程序得到的运行轨迹图像信息，所述运行轨迹图像信息包括若干张运行轨迹图像；

S400，识别每张运行轨迹图像上的特征区域，对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合得到完整轨迹图形；

S500，根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形；

S600，将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，确定缺陷轨迹区域，在缺陷轨迹区域处进行缺陷标记。

需要说明的是，现有技术中图像检测的对象基本为静态特征，对于一些能够运动的产品而言，例如机械手，往往还需要检测其动态特征，例如机械手的运动轨迹是否满足要求，目前动态特征的检测往往需要专门的检测设备，检测成本高，操作复杂，检测效率较低，本发明实施例旨在解决或者缓解上述问题。

本发明实施例中，首先用户需要根据待检测产品确定轨迹测试程序和特征元素，例如待检测产品为机械手，轨迹测试程序为机械手测试程序，特征元素为机械手运动端部的红点，则用户可以在机械手的运动端部贴上红色贴纸；然后摄像头就会采集一张不包含待检测产品的背景图像，所述摄像头是固定不动的，摄像头前方设置有测试位置，且摄像头拍摄的每张图像的背景都相同，接着，就可以正式进行测试了，摄像头会采集待检测产品在测试位置根据所述轨迹测试程序得到的运行轨迹图像信息，所述运行轨迹图像信息包括若干张运行轨迹图像；本发明实施例会自动识别每张运行轨迹图像上的特征区域，这里的特征区域就是红点区域，然后对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合就会得到完整轨迹图形；接着需要根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形，所述标准轨迹图形是标准的合格的机械手按照所述轨迹测试程序进行运动得到的，将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，就可以确定缺陷轨迹区域了。如此，本发明实施例将图像检测运用到产品的动态特征的检测上，检测时，用户只需要确定轨迹测试程序和特征元素，就可以自动得到缺陷轨迹区域，操作简单，检测效率高，值得推广。

如图2所示，作为本发明一个优选的实施例，所述识别每张运行轨迹图像上的特征区域，对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合得到完整轨迹图形的步骤，具体包括：

S401，根据特征元素识别每张运行轨迹图像上的特征区域，扣除特征区域；

S402，将所有扣除的特征区域粘贴在背景图像的对应位置上，整合得到完整轨迹图形。

本发明实施例中，需要根据用户输入的特征元素去识别每张运行轨迹图像上的特征区域，优先的，特征元素的颜色较为独特，该颜色既不出现在待检测产品本体上，又不出现在图像背景中，容易识别，当特征区域被识别后，会自动扣除特征区域，然后将所有扣除的特征区域粘贴在背景图像的对应位置上，就会得到完整轨迹图形。

如图3所示，作为本发明一个优选的实施例，所述根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形的步骤，具体包括：

S501，调取所述轨迹测试程序的程序文件名；

S502，将程序文件名输入至标准轨迹库中，所述标准轨迹库包括所有的程序文件名，每个程序文件名对应一个标准轨迹图形；

S503，输出所述轨迹测试程序对应的标准轨迹图形。

本发明实施例中，事先建立有标准轨迹库，所述标准轨迹库包括所有的程序文件名，每个程序文件名对应一个标准轨迹图形。每个轨迹测试程序都有自己的程序文件名，将程序文件名输入至标准轨迹库中，就会自动输出对应的标准轨迹图形，标准轨迹图形用于对待检测产品的完整轨迹图形进行检测验证。

如图4所示，作为本发明一个优选的实施例，所述将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，确定缺陷轨迹区域的步骤，具体包括：

S601，将完整轨迹图形和标准轨迹图形都分割成N个子区域；

S602，计算完整轨迹图形中每个子区域与标准轨迹图形中对应位置子区域的相似度，当相似度小于设定相似值时，判定完整轨迹图形中该子区域存在缺陷；

S603，对完整轨迹图形中所有存在缺陷的子区域进行整合得到缺陷轨迹区域。

本发明实施例中，将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比时，首先将完整轨迹图形和标准轨迹图形都均分割成N个子区域，所述N为提前设置的定值，N为正整数，N越大，对比结果越精确，然后计算完整轨迹图形中每个子区域与标准轨迹图形中对应位置子区域的相似度，当相似度小于设定相似值时，判定完整轨迹图形中该子区域存在缺陷，当相似度大于或者等于设定相似值时，判定完整轨迹图形中该子区域为正常，最后对完整轨迹图形中所有存在缺陷的子区域进行整合得到缺陷轨迹区域。

如图5所示，作为本发明一个优选的实施例，所述方法还包括对运行轨迹的时效性进行查验，具体步骤为：

S701，调取运行轨迹图像上的时间信息，运行轨迹图像信息中每间隔M张图像，有一张运行轨迹图像上标记有时间信息，所述时间信息表示轨迹测试程序的启动时间；

S702，在完整轨迹图形中对应的特征区域添加上所述时间信息；

S703，根据时间信息将完整轨迹图形中的特征区域与标准轨迹图形中对应的特征区域进行位置对比，判定是否存在时间误差，所述标准轨迹图形中标记有时间信息，每个时间信息对应有特征区域。

本发明实施例中，所述运行轨迹图像信息由很多帧运行轨迹图像组成，由于相邻帧之间的采集时间基本相同，因此，每间隔M帧图像，所述M为提前设置的定值，M为正整数，才会有一帧运行轨迹图像上标记有时间信息，所述时间信息表示轨迹测试程序的启动时间。调取运行轨迹图像上的时间信息，在完整轨迹图形中对应的特征区域添加上所述时间信息，例如有十个时间信息，分别为：1.2秒、2.4秒、3.6秒、4.8秒、6.0秒、7.2秒、8.4秒、9.6秒、10.8秒以及12.0秒，所述标准轨迹图形中也标记有时间信息，每个时间信息对应有特征区域，然后根据时间信息将完整轨迹图形中的特征区域与标准轨迹图形中对应的特征区域进行位置对比，这里有十个特征区域进行位置的对比，当位置相差大于设定差值时，判定存在时间误差。如此，即使待检测产品的完整轨迹图形是合格的，但是运行速度不合格，也能够被检测出来。

如图6所示，本发明实施例还提供了一种工业生产用的缺陷检测系统，所述系统包括：

程序特征确定模块100，用于接收用户输入的轨迹测试程序和特征元素；

背景图像采集模块200，用于采集一张不包含待检测产品的背景图像；

轨迹图像采集模块300，用于采集待检测产品在测试位置根据所述轨迹测试程序得到的运行轨迹图像信息，所述运行轨迹图像信息包括若干张运行轨迹图像；

完整轨迹获取模块400，用于识别每张运行轨迹图像上的特征区域，对运行轨迹图像信息中所有的特征区域进行整合得到完整轨迹图形；

标准轨迹确定模块500，用于根据轨迹测试程序确定标准轨迹图形；

缺陷区域确定模块600，用于将完整轨迹图形与标准轨迹图形进行对比，确定缺陷轨迹区域，在缺陷轨迹区域处进行缺陷标记。

如图7所示，作为本发明一个优选的实施例，所述完整轨迹获取模块400包括：

特征区域识别单元401，用于根据特征元素识别每张运行轨迹图像上的特征区域，扣除特征区域；

特征区域粘贴单元402，用于将所有扣除的特征区域粘贴在背景图像的对应位置上，整合得到完整轨迹图形。

如图8所示，作为本发明一个优选的实施例，所述标准轨迹确定模块500包括：

文件名调取单元501，用于调取所述轨迹测试程序的程序文件名；

文件名输入单元502，用于将程序文件名输入至标准轨迹库中，所述标准轨迹库包括所有的程序文件名，每个程序文件名对应一个标准轨迹图形；

标准轨迹输出单元503，用于输出所述轨迹测试程序对应的标准轨迹图形。

如图9所示，作为本发明一个优选的实施例，所述缺陷区域确定模块600包括：

轨迹图形分割单元601，用于将完整轨迹图形和标准轨迹图形都分割成N个子区域；

缺陷判定单元602，用于计算完整轨迹图形中每个子区域与标准轨迹图形中对应位置子区域的相似度，当相似度小于设定相似值时，判定完整轨迹图形中该子区域存在缺陷；

缺陷轨迹区域单元603，用于对完整轨迹图形中所有存在缺陷的子区域进行整合得到缺陷轨迹区域。

如图10所示，作为本发明一个优选的实施例，所述系统还包括时效性检测模块700，时效性检测模块700具体包括：

时间信息调取单元701，用于调取运行轨迹图像上的时间信息，运行轨迹图像信息中每间隔M张图像，有一张运行轨迹图像上标记有时间信息，所述时间信息表示轨迹测试程序的启动时间；

时间信息标注单元702，用于在完整轨迹图形中对应的特征区域添加上所述时间信息；

区域位置对比单元703，用于根据时间信息将完整轨迹图形中的特征区域与标准轨迹图形中对应的特征区域进行位置对比，判定是否存在时间误差，所述标准轨迹图形中标记有时间信息，每个时间信息对应有特征区域。

以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。