催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备及电子设备

技术领域

本发明涉及催化剂载体的表面缺陷检测领域，更具体地说，涉及一种催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备及电子设备。

背景技术

三元催化器是安装在汽车排汽系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过催化剂氧化还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。其中，催化剂的载体是蜂窝状陶瓷材料，其形状有球形，方形，多棱形和网状隔板等。

随着我国汽车制造行业的飞速发展，加之国家对汽车排放污染要求不断提高，三元催化剂载体的需求也是不断加大，目前国内企业对三元催化剂载体的检测方法还停留在人工检测层面上。人工检测存在的问题有：人工检测效率低、检测精度不达标、误检率高、人工成本不断上升等问题。现在为了保证每个催化剂载体的品质，每个检测工序一般分为初检、复检、终检和入库抽检4个环节，检测人员每小时检测工件数量大概在10~15个左右。同时，由于检测是在强光照下工作，很容易导致人眼疲劳，所以人工检测时，每工作两个小时还要闭眼休息15分钟。这就造成了企业需要大量的检测工人，生产成本不断上升。

在这种背景下，利用机器检测三元催化器的表面是否存在缺陷来代替人工检测就成为必然的趋势，而在机器检测过程中，如何基于三元催化器的常见缺陷针准确地、方便地采集三元催化载体各个面的图像，以便后续能够基于采集的图像通过计算机程序进行缺陷判断就成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备及电子设备，以解决机器视觉检测过程中，工件的各个面的图像如何采集的问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的技术方案提供了一种催化剂载体的表面缺陷检测方法，用于催化剂载体的表面缺陷检测设备，检测方法包括：

在检测到工件到位指令后，打开所有光源，通过端面采集装置采集工件的一端面图像，通过多个侧面采集装置采集工件的部分侧面图像；

关闭所有光源，使所有光源沿预设方向依次亮起，端面采集装置在任一光源亮起时，采集图像一次；

在检测到翻转指令时，对工件进行翻转，工件翻转前，端面采集装置对应工件的顶部端面和底部端面中的一个面设置，多个侧面采集装置对应工件的部分侧面设置，工件翻转后，端面采集装置对应工件的顶部端面和底部端面中的另一个面设置，侧面采集装置对应工件的另外部分侧面设置；

在检测到工件翻转完成指令后，打开所有光源，通过端面采集装置采集工件的另一端面图像，通过多个侧面采集装置采集工件的另外部分侧面图像；

关闭所有光源，使所有光源沿预设方向依次亮起，端面采集装置在任一光源亮起时，采集图像一次；

根据采集的所有图像判断工件表面是否存在缺陷，在工件表面存在任一缺陷时，判定工件的外观面不合格，在工件表面不存在任一缺陷时，判定工件的外观面合格。

根据本发明的技术方案提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法，可用于对三元催化剂载体等表面呈蜂窝状的工件进行表面缺陷检测。其中，在进行催化剂载体的表面缺陷检测之前，可先利用传输装置等将待检测的工件，即待检测的催化剂载体输送到待检测工位。在检测到工件（即待检测的催化剂载体）到位指令后，则说明工件已就位，此时可先打开所有光源，然后让端面采集装置和所有的侧面采集装置均采集图像一次，这样便可以获取到工件的顶部或底部端面图像和部分侧面图像。此后可将所有光源关闭，然后让所有光源沿顺时针或逆时针依次亮起，同时，让端面采集装置在光源亮起时均采集一张图片，这样便能够采集到多张不同光源角度下的工件端面图像。而通过多张不同光源角度下的工件端面图像便可利用光度立体法等判断工件的端面是否存在凹陷。此后可利用机械手对工件进行翻转，且要确保端面采集装置在翻转前后分别对应不同的端面，侧面采集装置在翻转前后均要对应不同的侧面。此后可按照上述图像采集的方式重新采集一遍图像，以便能够采集到工件翻转后的另一部分端面和侧面图像。至此便可完成工件的表面图像的采集过程。而在采集完图像后，可通过图像处理方式检测并判断工件表面是否存在缺陷，在工件表面存在任一缺陷时，判定工件的外观面不合格，在工件表面不存在任一缺陷时，判定工件的外观面合格。在该方案中，将工件的图像采集分成了两个部分，即翻转前的图像采集和翻转后的图像采集，而图像翻转前后利用的是相同的图像采集装置，即该种设置，图像采集是分两次完成的。如此一来，不需要针对工件的上端面和下端面以及每个侧面均对应设置图像采集装置，只需要针对上下端面设置一个采集装置，针对工件侧面也只需要对应一部分侧面设置图像采集装置，而剩下的端面和侧面，可通过工件的翻转实现图像采集，这样便减小了图像采集装置的数量，简化了三元催化剂载体等的表面缺陷检测设备的结构，降低了产品的成本。通过该种结构，利用机器视觉技术代替人眼识别，解决了现有技术中人工检测效率低、检测精度不达标、误检率高的问题，解放了人力，减少了人力成本。同时相比人眼是在强光下工作，易造成用眼疲劳和损伤，本方案采用机器视觉技术和图像分割算法等，能够更加精确地判定工件是否存在缺陷，提高了检测的精度和效率。

具体而言，通过实验表明，采用机器视觉技术时，5秒钟可完成一个载体每个表面的检测；最小检测精度可以达到0.001毫米的检测精度，大于人眼目测检测精度；同时，每台设备可代替2~4条人工检测流水线，每班节省6~10人，而且设备可以每天24小时运行，极大了提高了检测效率。

在上述技术方案中，优选地，根据采集的所有图像判断工件表面是否存在缺陷的步骤具体包括：

基于端面采集装置在所有光源沿预设方向依次亮起时采集的所有图像，通过光度立体法判断工件的端面是否存在凹陷。

在该技术方案中，采用光度立体法对光源依次亮起时采集的图像进行处理，以判断工件的端面是否存在凹陷。其中，光度立体法是利用表面反射率，产生具有增强的对比度和减小的表面噪声的图像。光度立体法会在多张图像中跟踪对象上的特定点。然后将它们一起处理以建立局部表面特性，并重新创建对象的局部形状，从而产生具有对比度的图像，以解决无法通过单个采集装置来检查物体的问题。光度立体法在合成图像的同时，获取了图像的深度信息，根据图像深度信息可以判定端面表面是否存在凹陷。通过该些技术方法，相比于人眼，能够更加精确地判定工件是否存在缺陷，提高了检测的精度和效率。采用光度立体法等技术来判断工件端面是否存在凹陷，能够更加细微的识别端面的表面特性，获取了图像的深度信息，从而解决单个采集装置无法检查出端面凹陷的问题。

在上述技术方案中，优选地，根据采集的所有图像判断工件表面是否存在缺陷的步骤具体包括：

获取采集的工件侧面图像，对工件侧面图像进行灰度处理，得到工件侧面灰度图像，通过阈值分割算法从工件侧面灰度图像中提取出工件侧面轮廓线，对工件侧面轮廓线进行轮廓拟合，得到工件侧面拟合轮廓，计算工件侧面拟合轮廓围成的面积与工件侧面轮廓线围成的面积的差值绝对值，在差值绝对值大于第一预设阈值时，判定工件存在侧面缺陷。

在该技术方案中，获取工件侧面的图像后，采用图像分割技术按灰度值将图像划分为若干区域，并去除背景留下工件侧面轮廓线，再将工件侧面轮廓线进行轮廓拟合得到工件侧面拟合轮廓，最后计算工件侧面拟合轮廓围成的面积和工件侧面轮廓线围成的面积的差值绝对值的数值与设定好的阈值进行比较，判定工件侧面是否存在缺陷。该种设置，通过工件侧面轮廓线进行轮廓拟合能够得到修正后的理想化的轮廓线，而基于该拟合出的轮廓线作为侧面是否存在缺陷的标准，不用提前预设其他参照标准，这样针对不同规格的工件便不用一一对应设置标准，即该种判别方式可对不同规格的工件进行侧面缺陷检测，这样便能够简化侧面缺陷判别的难度。此外，通过拟合出的轮廓更接近工件真实的理想轮廓，这样便可提高侧面缺陷判别的精度。

在上述技术方案中，优选地，根据采集的所有图像判断工件表面是否存在缺陷的步骤具体包括：

对获取的全光源下的工件端面图像进行灰度处理，得到工件端面灰度图像，通过固定阈值分割算法从工件端面灰度图像中提取出工件端面区域；

通过动态阈值分割算法提取出工件端面的网格边缘；

计算并判断网格边缘的每个横条长度与预设工件宽度的差值绝对值是否均小于等于第二预设阈值，若否，则判定工件端面横向开裂；

计算并判断网格边缘的每个竖条长度与预设工件长度的差值绝对值是否均小于等于第三预设阈值，若否，则判定工件端面纵向开裂。

本申请中，全光源下的工件端面图像指的是所有光源全部打开时，端面采集装置采集的端面图像。而在多个光源轮流打开时，端面采集装置采集的端面图像不属于全光源下的工件端面图像，因为，其反应的是，特殊光照角度下的工件端面图像。

在该技术方案中，通过获取全光源下的工件端面图像，即所有光源全部打开时端面采集装置采集的端面图像，能够自动判别全光源下的工件端面图像是否存在端面开裂缺陷。其中，对工件端面图像进行灰度处理，然后通过固定阈值分割算法能够去除背景，提取出工件端面区域，进一步地，在获得的端面区域中，可能不同区域间灰度值不同，因此采用动态阈值分割算法，设置动态阈值来提取出网格边缘的大小，通过计算网格边缘中每个横条长度与预设工件宽度的差值绝对值的数值并与设定阈值比较，来判定端面是否存在横向开裂。同时，可通过计算网格边缘中每个竖条长度与预设工件长度的差值绝对值来判定端面是否存在竖向开裂。该种设置，在工件端面存在开裂时，提取出的工件端面的网格边缘必然也是断裂的，而基于网格边缘的横竖条的长度与预设值进行比较，便可确定网格边缘中的横竖条是否有长度较小的，有则说明该方向具有开裂，没有则说明对应方向没有开裂，这样便能够简单方便地实现了端面开裂缺陷的检测与判断。

其中，第二预设阈值和第三预设阈值是指由正常工件宽度/长度的平均值进行修正而得来的判别值。设置第二预设阈值和第三预设阈值是为了让网格边缘的横竖条长度与工件长度、宽度相差的数值在一个合理的范围内。而动态阈值分割算法具体是通过灰度直方图统计图像中所有像素点灰度值分布，根据网格边缘的灰度值特点，找出对应的灰度值区间。根据网格边缘灰度值的集中区间设定分割的阈值。

在上述技术方案中，优选地，根据采集的所有图像判断工件表面是否存在缺陷的步骤还包括：

对获取的全光源下的工件端面图像进行灰度处理，得到工件端面灰度图像，通过固定阈值分割算法从工件端面灰度图像中提取出工件端面区域；

通过动态阈值分割算法提取出工件端面上的所有孔洞；

计算并判断每一个孔洞的参数值与每个参数对应的预设参数值的差值绝对值是否均小于等于第四预设阈值，若否，则判定工件存在网格变形或网格堵塞缺陷；

统计提取出的孔洞数量，在提取出的孔洞数量小于预设数量时，判定工件存在部分网格全堵塞的缺陷。

在该技术方案中，将工件端面图像先进行灰度处理后通过固定阈值分割算法能够去除背景，提取出工件端面区域，进一步地，在获得的端面区域中，由于不同区域间的灰度值不同，因此采用动态阈值分割算法，设置动态阈值来提取出端面上的所有孔洞，这样能够使提前出的孔洞更加精准。而通过计算每一个孔洞参数（面积、周长、矩形度等）与孔洞预设参数的差值绝对值的数值并与第四预设阈值比较，便能够准确地确定每个网格形成的孔洞是否存在网格变形或堵塞。毕竟在网格变形或堵塞后，提取出的孔洞自然也会变形。进一步地，由于在一个或多个网格被完全堵塞后，无法提取出孔洞，因而也就无法判定出该被堵塞的孔也存在网格堵塞。而本申请通过统计提取出的孔洞数量，在提取出的孔洞数量小于预设数量时，判定工件存在部分网格全堵塞的缺陷，这样便能够精确地确定是否存在一个或多个被完全堵死的网格。其中，预设孔洞参数是指正常工件中孔洞大小的平均值进行修正而得来的判别值，第四预设阈值是为了让孔洞大小与平均孔洞相差的数值应该在一个合理的范围。

本发明的第二方面的技术方案提供了一种催化剂载体的表面缺陷检测设备，包括：

工位，用于承载待检测的工件；

端面采集装置，用于采集工件的端面图像；

多个侧面采集装置，用于采集工件的侧面图像；

多个光源，安装在工位的四周；

机械手，用于使工件沿预设方向翻转，工件翻转前，端面采集装置对应工件的顶部端面和底部端面中的一个面设置，多个侧面采集装置对应工件的部分侧面设置，工件翻转后，端面采集装置对应工件的顶部端面和底部端面中的另一个面设置，侧面采集装置对应工件的另外部分侧面设置；

控制装置，包括储存器和处理器，储存器上储存有计算机程序，处理器执行程序时，实现第一方面任一项方案提供的方法。

根据本发明的技术方案提供的催化剂载体的表面缺陷检测设备，包括工位、端面采集装置，多个侧面采集装置，多个光源和机械手。其中，工位用于放置待检测的工件。机械手可以对工件进行抓取、翻转、移动等操作。多个光源，设置于工位的四周，用于在拍摄过程中提供光照；而端面采集装置用于采集工件的端面图像；多个侧面采集装置用于采集工件的侧面图像。控制装置内包含有计算机程序，用于控制各部件完成上述方案中任一项的方法。采用本申请的设备，在进行催化剂载体的表面缺陷检测之前，可先利用传输装置等将待检测的工件，即待检测的催化剂载体输送到待检测工位。在检测到工件（即待检测的催化剂载体）到位指令后，则说明工件已就位，此时可先打开所有光源，然后让端面采集装置和所有的侧面采集装置均采集图像一次，这样便可以获取到工件的顶部或底部端面图像和部分侧面图像。此后可将所有光源关闭，然后让所有光源沿顺时针或逆时针依次亮起，同时，让端面采集装置在光源亮起时均采集一张图片，这样便能够采集到多张不同光源角度下的工件端面图像。而通过多张不同光源角度下的工件端面图像便可利用光度立体法等判断工件的端面是否存在凹陷。此后可利用机械手对工件进行翻转，且要确保端面采集装置在翻转前后分别对应不同的端面，侧面采集装置在翻转前后均要对应不同的侧面。此后可按照上述图像采集的方式重新采集一遍图像，以便能够采集到工件翻转后的另一部分端面和侧面图像。至此便可完成工件的表面图像的采集过程。而在采集完图像后，可通过图像处理方式检测并判断工件表面是否存在缺陷，在工件表面存在任一缺陷时，判定工件的外观面不合格，在工件表面不存在任一缺陷时，判定工件的外观面合格。在该方案中，将工件的图像采集分成了两个部分，即翻转前的图像采集和翻转后的图像采集，而图像翻转前后利用的是相同的图像采集装置，即该种设置，图像采集是分两次完成的。如此一来，不需要针对工件的上端面和下端面以及每个侧面均对应设置图像采集装置，只需要针对上下端面设置一个采集装置，针对工件侧面也只需要对应一部分侧面设置图像采集装置，而剩下的端面和侧面，可通过工件的翻转实现图像采集，这样便减小了图像采集装置的数量，简化了三元催化剂载体等的表面缺陷检测设备的结构，降低了产品的成本。通过该种结构，利用机器视觉技术代替人眼识别，解决了现有技术中人工检测效率低、检测精度不达标、误检率高的问题，解放了人力，减少了人力成本。同时相比人眼是在强光下工作，易造成用眼疲劳和损伤，本方案采用机器视觉技术和图像分割算法等，能够更加精确地判定工件是否存在缺陷，提高了检测的精度和效率。

在上述技术方案中，优选地，工件的前后左右四个方向均设置有光源；端面采集装置位于工位的顶部，侧面采集装置对应工件的部分侧面设置。

在该技术方案中，光源被分别设置在工件的前后左右四个方向，用于提供各个方向上的光照，这样能够确保光源的充足，使采集的图像更加清楚，这样便能够使表面缺陷检测的更加精准。而端面采集装置设置于工件的顶部，用于拍摄工件的顶部端面和底部端面图像，侧面采集装置面向工件侧部设置，用于拍摄工件的侧面图像信息。该种设置，不需要针对工件的上端面和下端面以及每个侧面均对应设置图像采集装置，只需要针对一部分端面设置图像采集装置，针对工件侧面也只需要对应一部分侧面设置图像采集装置，而剩下的端面和侧面，可通过工件的翻转实现图像采集，这样便减小了图像采集装置的数量，简化了催化剂载体的表面缺陷检测设备的结构，降低了产品的成本。同时，也防止传统的人眼识别的方式中，出现斜视或俯视的情况而造成误判，进一步提高了检测精度。

进一步地，侧面采集装置的数量为两个，在实际过程中，可先通过侧面采集装置采集工件的左侧和下侧的图像，而在工件翻转后，再通过侧面采集装置采集工件的右侧和上侧的图像。当然，也可先采集工件的左侧和右侧图像，并在翻转后采集上下侧图像。进一步地，端面采集装置为一个，设置在工位的正上方。通过该端面采集装置便可准确地采集到工件的顶部端面和底部端面图像。

进一步地，侧面采集装置水平设置，端面采集装置竖直设置。

在该技术方案中，将侧面采集装置水平设置，将端面采集装置竖直设置，可以使得拍摄工件侧面和正面的图像信息更加精准，避免了人眼斜视或俯视而造成的视觉误差，进一步提高了检测精度。

本发明的第三方面的技术方案提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行程序时实现第一方面任一项技术方案提供的方法。

本发明的第四方面的技术方案提供了一种计算机程序储存介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现第一方面任一项技术方案提供的方法。

应当理解，公开内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本发明的实施例提供的一种催化剂载体的表面缺陷检测方法的流程示意图；

图2示出了本发明根据采集的所有图像判别工件侧面是否存在缺陷的判别步骤的流程示意图；

图3示出了本发明根据采集的所有图像判别工件表面是否存在开裂的判别步骤的流程示意图；

图4示出了本发明根据采集的所有图像判别工件表面是否存在网格堵塞的判别步骤的流程示意图；

图5示出了本发明的实施例提供的催化剂载体表面缺陷检测设备的结构示意图；

图6示出了本发明的实施例提供的电子设备的示意性方框图。

其中，图5和图6中的零部件名称与标号的对应关系如下：

1工位，2工件，3端面采集装置，4侧面采集装置，5光源，6机械手，7传输台，600电子设备，601中央处理单元，602只读存储器，603随机存取存储器，604总线，605输入/输出接口，606输入单元，607输出单元，608存储单元，609通信单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、实施例和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图6来描述本发明提供的一种催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备及电子设备。

本发明第一方面的实施例提供了一种催化剂载体的表面缺陷检测方法，如图1所示，该缺陷检测方法包括：

S102，在检测到工件到位指令后，打开所有光源，通过端面采集装置采集工件的一端面图像，通过多个侧面采集装置采集工件的部分侧面图像；

S104，关闭所有光源，使所有光源沿预设方向依次亮起，端面采集装置在任一光源亮起时，采集图像一次；其中，所有光源可沿预顺时针或者逆时针方向依次亮起；

S106，在检测到翻转指令时，对工件进行翻转，工件翻转前，端面采集装置对应工件的顶部端面和底部端面中的一个面设置，多个侧面采集装置对应工件的部分侧面设置，工件翻转后，端面采集装置对应工件的顶部端面和底部端面中的另一个面设置，侧面采集装置对应工件的另外部分侧面设置；

S108，在检测到工件翻转完成指令后，打开所有光源，通过端面采集装置采集工件的另一端面图像，通过多个侧面采集装置采集工件的另外部分侧面图像；

S110，关闭所有光源，使所有光源沿预设方向依次亮起，端面采集装置在任一光源亮起时，采集图像一次；

S112，根据采集的所有图像判断工件表面是否存在缺陷，在工件表面存在任一缺陷时，判定工件的外观面不合格，在工件表面不存在任一缺陷时，判定工件的外观面合格。

根据本发明提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法，可用于对三元催化剂载体等表面呈蜂窝状的工件进行表面缺陷检测。其中，在进行催化剂载体的表面缺陷检测之前，可先利用传输装置等将待检测的工件，即待检测的催化剂载体输送到待检测工位。在检测到工件（即待检测的催化剂载体）到位指令后，则说明工件已就位，此时可先打开所有光源，然后让端面采集装置和所有的侧面采集装置均采集图像一次，这样便可以获取到工件的顶部或底部端面图像和部分侧面图像。此后可将所有光源关闭，然后让所有光源沿顺时针或逆时针依次亮起，同时，让端面采集装置在光源亮起时均采集一张图片，这样便能够采集到多张不同光源角度下的工件端面图像。而通过多张不同光源角度下的工件端面图像便可利用光度立体法等判断工件的端面是否存在凹陷。此后可利用机械手对工件进行翻转，且要确保端面采集装置在翻转前后分别对应不同的端面，侧面采集装置在翻转前后均要对应不同的侧面。此后可按照上述图像采集的方式重新采集一遍图像，以便能够采集到工件翻转后的另一部分端面和侧面图像。至此便可完成工件的表面图像的采集过程。而在采集完图像后，可通过图像处理方式检测并判断工件表面是否存在缺陷，在工件表面存在任一缺陷时，判定工件的外观面不合格，在工件表面不存在任一缺陷时，判定工件的外观面合格。在该方案中，将工件的图像采集分成了两个部分，即翻转前的图像采集和翻转后的图像采集，而图像翻转前后利用的是相同的图像采集装置，即该种设置，图像采集是分两次完成的。如此一来，不需要针对工件的上端面和下端面以及每个侧面均对应设置图像采集装置，只需要针对上下端面设置一个采集装置，针对工件侧面也只需要对应一部分侧面设置图像采集装置，而剩下的端面和侧面，可通过工件的翻转实现图像采集，这样便减小了图像采集装置的数量，简化了三元催化剂载体等的表面缺陷检测设备的结构，降低了产品的成本。通过该种结构，利用机器视觉技术代替人眼识别，解决了现有技术中人工检测效率低、检测精度不达标、误检率高的问题，解放了人力，减少了人力成本。同时相比人眼是在强光下工作，易造成用眼疲劳和损伤，本方案采用机器视觉技术和图像分割算法等，能够更加精确地判定工件是否存在缺陷，提高了检测的精度和效率。

具体而言，通过实验表明，采用机器视觉技术时，5秒钟可完成一个载体每个表面的检测；最小检测精度可以达到0.001毫米的检测精度，大于人眼目测检测精度；同时，每台设备可代替2~4条人工检测流水线，每班节省6~10人，而且设备可以每天24小时运行，极大了提高了检测效率。

进一步，优选地，端面采集装置和侧面采集装置均为工业相机。

其中，对于三元催化剂载体等工件，一般需要检测其表面是否存在开裂、网格是否变形堵塞，上下端面是否存在凹陷等中的一种或多种缺陷。下面针对几种不同缺陷的具体判断方式进行详细介绍。而本申请中的催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备至少能够实现以上一种缺陷的自动检测。

具体而言，本申请提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备包括工件端面是否存在凹陷的检测，判断工件的端面是否存在凹陷的步骤具体包括：

基于端面采集装置在所有光源沿预设方向依次亮起时采集的所有图像，通过光度立体法判断工件的端面是否存在凹陷。

在该实施例中，采用光度立体法对光源依次亮起时采集的图像进行处理，以判断工件的端面是否存在凹陷。其中，光度立体法是利用表面反射率，产生具有增强的对比度和减小的表面噪声的图像。光度立体法会在多张图像中跟踪对象上的特定点。然后将它们一起处理以建立局部表面特性，并重新创建对象的局部形状，从而产生具有对比度的图像，以解决无法通过单个采集装置来检查物体的问题。光度立体法在合成图像的同时，获取了图像的深度信息，根据图像深度信息可以判定端面表面是否存在凹陷。通过该些技术方法，相比于人眼，能够更加精确地判定工件是否存在缺陷，提高了检测的精度和效率。采用光度立体法等技术来判断工件端面是否存在凹陷，能够更加细微的识别端面的表面特性，获取了图像的深度信息，从而解决单个采集装置无法检查出端面凹陷的问题。

本申请提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备还包括工件侧面是否存在缺陷的检测，如图2所示，工件侧面是否存在缺陷的检测具体包括以下步骤：

S202，获取采集的工件侧面图像，对工件侧面图像进行灰度处理，得到工件侧面灰度图像；

S204，通过阈值分割算法从工件侧面灰度图像中提取出工件侧面轮廓线，对工件侧面轮廓线进行轮廓拟合，得到工件侧面拟合轮廓；

S206，计算工件侧面拟合轮廓围成的面积与工件侧面轮廓线围成的面积的差值绝对值，

S208，判断差值绝对值是否大于第一预设阈值；若是，转S210；若否，转S212；

S210，判定工件存在侧面缺陷；

S212，判定工件不存在侧面缺陷。

在该实施例中，获取工件侧面的图像后，采用图像分割技术按灰度值将图像划分为若干区域，并去除背景留下工件侧面轮廓线，再将工件侧面轮廓线进行轮廓拟合得到工件侧面拟合轮廓，最后计算工件侧面拟合轮廓围成的面积和工件侧面轮廓线围成的面积的差值绝对值的数值与设定好的阈值进行比较，判定工件侧面是否存在缺陷。该种设置，通过工件侧面轮廓线进行轮廓拟合能够得到修正后的理想化的轮廓线，而基于该拟合出的轮廓线作为侧面是否存在缺陷的标准，不用提前预设其他参照标准，这样针对不同规格的工件便不用一一对应设置标准，即该种判别方式可对不同规格的工件进行侧面缺陷检测，这样便能够简化侧面缺陷判别的难度。此外，通过拟合出的轮廓更接近工件真实的理想轮廓，这样便可提高侧面缺陷判别的精度。

本申请提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备还包括工件端面是否存在开裂缺陷的检测，如图3所示，端面开裂缺陷检测具体包括以下步骤：

S302，对获取的全光源下的工件端面图像进行灰度处理，得到工件端面灰度图像；

S304，通过固定阈值分割算法从工件端面灰度图像中提取出工件端面区域，通过动态阈值分割算法提取出工件端面的网格边缘；

S306，计算网格边缘的每个横条长度与预设工件宽度的差值绝对值；

S308，判断差值绝对值是否均小于第二预设阈值，若否，则转S310；若是，则转S312；

S310，判定该工件存在横向开裂；

S312，计算网格边缘的每个竖条长度与预设工件长度的差值绝对值；

S314，判断差值绝对值是否均小于第三预设阈值，若否，则转S316；若是，则转S318；

S316，判定该工件存在纵向开裂；

S318，判定该工件无端面开裂。

在该实施例中，通过获取全光源下的工件端面图像，能够自动判别全光源下的工件端面图像是否存在端面开裂缺陷。具体而言，将工件端面图像采用图像分割技术按灰度值进行处理，并通过固定阈值分割算法去除背景提取出工件端面区域，进一步地，在获得的端面区域中，可能不同区域间灰度值不同，因此采用动态阈值分割算法，设置动态阈值来提取出网格边缘的大小，通过计算网格边缘中每个横条长度与预设工件宽度的差值绝对值的数值并与设定阈值比较，来判定端面是否存在横向开裂。同时，可通过计算网格边缘中每个竖条长度与预设工件长度的差值绝对值来判定端面是否存在竖向开裂。该种设置，在工件端面存在开裂时，提取出的工件端面的网格边缘必然也是断裂的，而基于网格边缘的横竖条的长度与预设值进行比较，便可确定网格边缘中的横竖条是否有长度较小的，有则说明该方向具有开裂，没有则说明对应方向没有开裂，这样便能够简单方便地实现了端面开裂缺陷的检测与判断。

其中，第二预设阈值和第三预设阈值是指由正常工件宽度/长度的平均值进行修正而得来的判别值。设置第三预设阈值和第二预设阈值是为了让网格边缘的横竖条长度与工件长度、宽度相差的数值在一个合理的范围内。而动态阈值分割算法具体是通过灰度直方图统计图像中所有像素点灰度值分布，根据网格边缘的灰度值特点，找出对应的灰度值区间。根据网格边缘灰度值的集中区间设定分割的阈值。

在上述实施例中，优选地，本申请提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法、检测设备还包括工件网格是否存在变形缺陷或堵塞缺陷的检测，其中，如图4所示，网格变形或堵塞的检测具体包括以下步骤：

S402，对获取的全光源下的工件端面图像进行灰度处理，得到工件端面灰度图像；

S404，通过固定阈值分割算法从工件端面灰度图像中提取出工件端面区域，通过动态阈值分割算法提取出工件端面上的所有孔洞；

S406，计算每一个孔洞的参数值与每个参数对应的预设参数值的差值绝对值；

S408，判断每一差值绝对值是否均小于等于对应的第四预设阈值，若否，转S410；若是，转S412；

S410，判定该工件存在网格变形或堵塞；

S412，统计提取出的孔洞数量，并与预设孔洞数量对比；

S414，判断提取出的孔洞数量是否小于预设孔洞数量，若是，则转S416；若否，则转S418；

S416，判定该工件存在部分网格出现全堵塞现象；

S418，判定该工件无网格堵塞或变形缺陷。

在该实施例中，将工件端面图像采用图像分割技术按灰度值进行处理，并通过固定阈值分割算法去除背景提取出工件端面区域，进一步地，在获得的端面区域中，由于不同区域间的灰度值不同，因此采用动态阈值分割算法，设置动态阈值来提取出端面上的所有孔洞，这样能够使提前出的孔洞更加精准。而通过计算每一个孔洞参数（面积、周长、矩形度等）与孔洞预设参数的差值绝对值的数值并与第四预设阈值比较，便能够准确地确定每个网格形成的孔洞是否存在网格变形或堵塞。毕竟在网格变形或堵塞后，提取出的孔洞自然也会变形。进一步地，由于在一个或多个网格被完全堵塞后，无法提取出孔洞，因而也就无法判定出该被堵塞的孔也存在网格堵塞。而本申请通过统计提取出的孔洞数量，在提取出的孔洞数量小于预设数量时，判定工件存在部分网格全堵塞的缺陷，这样便能够精确地确定是否存在一个或多个被完全堵死的网格。

如图5所示，本发明的第二方面的实施例提供了一种催化剂载体的表面缺陷检测设备，包括工位1、端面采集装置3、多个侧面采集装置4、多个光源5、机械手6和控制装置，其中：

工位1用于承载待检测的工件2；

端面采集装置3用于采集工件2的端面图像；

多个侧面采集装置4用于采集工件2的侧面图像；

多个光源5安装在工位1的四周，光源5用于调节亮度，以方便图像的采集；

机械手6用于使工件2沿预设方向翻转，这里的翻转包括上下翻转，也包括水平旋转，工件2翻转前，端面采集装置3对应工件2的顶部端面和底部端面中的一个面设置，多个侧面采集装置4对应工件2的部分侧面设置，工件2翻转后，端面采集装置3对应工件2的顶部端面和底部端面中的另一个面设置，侧面采集装置4对应工件2的另外部分侧面设置；

控制装置包括储存器和处理器，储存器上储存有计算机程序，处理器执行程序时，实现第一方面任一项实施例提供的方法。

根据本发明的实施例提供的催化剂载体的表面缺陷检测设备，包括工位1、端面采集装置3、多个侧面采集装置4、多个光源5和机械手6。其中，工位1设置在传输台7上，用于放置待检测的工件2，通过传输台7可实现工件2的传输。机械手可以对工件2进行抓取、翻转、移动等操作。多个光源5，设置于工位1的四周，用于在拍摄过程中提供光照；而端面采集装置3用于采集工件2的端面图像；多个侧面采集装置4用于采集工件2的侧面图像。控制装置内包含有计算机程序，用于控制各部件完成上述实施例中任一项的方法。采用本申请的设备，在进行催化剂载体的表面缺陷检测之前，可先利用传输装置等将待检测的工件2，即待检测的催化剂载体输送到待检测工位1。在检测到工件2（即待检测的催化剂载体）到位指令后，则说明工件2已就位，此时可先打开所有光源，然后让端面采集装置3和所有的侧面采集装置4均采集图像一次，这样便可以获取到工件2的顶部或底部端面图像和部分侧面图像。此后可将所有光源关闭，然后让所有光源沿顺时针或逆时针依次亮起，同时，让端面采集装置3在光源亮起时均采集一张图片，这样便能够采集到多张不同光源角度下的工件端面图像。而通过多张不同光源角度下的工件端面图像便可利用光度立体法等判断工件2的端面是否存在凹陷。此后可利用机械手6对工件2进行翻转，且要确保端面采集装置3在翻转前后分别对应不同的端面，侧面采集装置4在翻转前后均要对应不同的侧面。此后可按照上述图像采集的方式重新采集一遍图像，以便能够采集到工件2翻转后的另一部分端面和侧面图像。至此便可完成工件2的表面图像的采集过程。而在采集完图像后，可通过图像处理方式检测并判断工件2表面是否存在缺陷，在工件2的表面存在任一缺陷时，判定工件2的外观面不合格，在工件2的表面不存在任一缺陷时，判定工件2的外观面合格。在该方案中，将工件2的图像采集分成了两个部分，即翻转前的图像采集和翻转后的图像采集，而图像翻转前后利用的是相同的图像采集装置，即该种设置，图像采集是分两次完成的。如此一来，不需要针对工件2的上端面和下端面以及每个侧面均对应设置图像采集装置，只需要针对上下端面设置一个采集装置，针对工件2的侧面也只需要对应一部分侧面设置图像采集装置，而剩下的端面和侧面，可通过工件2的翻转实现图像采集，这样便减小了图像采集装置的数量，简化了三元催化剂载体等的表面缺陷检测设备的结构，降低了产品的成本。通过该种结构，利用机器视觉技术代替人眼识别，解决了现有技术中人工检测效率低、检测精度不达标、误检率高的问题，解放了人力，减少了人力成本。同时相比人眼是在强光下工作，易造成用眼疲劳和损伤，本方案采用机器视觉技术和图像分割算法等，能够更加精确地判定工件2是否存在缺陷，提高了检测的精度和效率。

在上述实施例中，优选地，工件2的前后左右四个方向均设置有光源；端面采集装置3位于工位1的顶部，侧面采集装置4对应工件2的部分侧面设置。

在该实施例中，光源被分别设置在工件2的前后左右四个方向，用于提供各个方向上的光照，这样能够确保光源的充足，使采集的图像更加清楚，这样便能够使表面缺陷检测的更加精准。而端面采集装置3设置于工件2的顶部，用于拍摄工件2的顶部端面和底部端面图像，侧面采集装置4面向工件2侧部设置，用于拍摄工件2的侧面图像信息。该种设置，不需要针对工件2的上端面和下端面以及每个侧面均对应设置图像采集装置，只需要针对一部分端面设置图像采集装置，针对工件2侧面也只需要对应一部分侧面设置图像采集装置，而剩下的端面和侧面，可通过工件2的翻转实现图像采集，这样便减小了图像采集装置的数量，简化了催化剂载体的表面缺陷检测设备的结构，降低了产品的成本。同时，也防止传统的人眼识别的方式中，出现斜视或俯视的情况而造成误判，进一步提高了检测精度。

进一步地，侧面采集装置的数量为两个，在实际过程中，可先通过侧面采集装置4采集工件2的左侧和下侧的图像，而在工件2翻转后，再通过侧面采集装置4采集工件2的右侧和上侧的图像。当然，也可先采集工件2的左侧和右侧图像，并在翻转后采集上下侧图像。进一步地，端面采集装置3为一个，设置在工位1的正上方。通过该端面采集装置3便可准确地采集到工件2的顶部端面和底部端面图像。

进一步地，侧面采集装置4水平设置，端面采集装置3竖直设置。

在该实施例中，将侧面采集装置4水平设置，将端面采集装置3竖直设置，可以使得拍摄工件2侧面和正面的图像信息更加精准，避免了人眼斜视或俯视而造成的视觉误差，进一步提高了检测精度。

本发明的第三方面的实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行程序时实现第一方面任一项实施例提供的方法。

其中，图6示出了可以用来实施本发明公开的实施例的电子设备600的示意性方框图。如图6所示，电子设备600包括中央处理单元601，其可以根据存储在只读存储器602中的计算机程序指令或者从存储单元608加载到随机存取存储器603中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在随机存取存储器603中，还可以存储电子设备600操作所需的各种程序和数据。中央处理单元601、只读存储器602以及随机存取存储器603通过总线604彼此相连。输入/输出接口605也连接至总线604。

电子设备600中的多个部件连接至输入/输出接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许电子设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

中央处理单元601执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，上述实施例中的催化剂载体的表面缺陷检测方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由只读存储器602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。当计算机程序加载到随机存取存储器603并由中央处理单元601执行时，可以执行上文描述的催化剂载体的表面缺陷检测方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，中央处理单元601可以通过其他任何适当的方式而被配置为执行上述实施例中的催化剂载体的表面缺陷检测方法。

本发明第四方面的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项实施例提供的催化剂载体的表面缺陷检测方法。

用于实施本发明的催化剂载体的表面缺陷检测方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分在机器上执行，作为独立软件包部分在机器上执行且部分在远程机器上执行或完全在远程机器或电子设备上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦除可编程只读存储器、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个技术方案中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个技术方案中。

尽管已经采用特定结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。