機器視覺非朗伯曲面成像理論在曲面檢測中的應用研究.pdf

1、利用視覺圖像技術檢測曲面特征零件的表面缺陷時，受曲面成像一致性差的影響，形成包含缺陷區(qū)域的復雜曲面圖像。針對復雜曲面圖像中表面缺陷提取這一難題，研究了非朗伯曲面成像理論和曲面表面缺陷的檢測方法。
　　首先，針對定向入射、半球形出射的表面反射幾何光學模型，采用了便于調控及建模分析的平行光源?；诒砻娣瓷涔夥纸獾乃枷雽㈦p向反射分布函數(shù)分解成四個基函數(shù)的線性組合，得到了平面反射模型的一般表達式。然后，重點分析了屬于該通用組合模型的三種具

2、有代表性的表面反射模型，包括Lambert反射模型、Oren-Nayar反射模型、Ward反射模型。采用數(shù)值計算方法獲得了這三種反射模型的反射圖。最后，將平面反射模型與曲面方程結合獲得曲面反射的光強在空間內的分布。依次采用上述三種反射模型計算出了O形曲面在不同光照方位與不同觀測方位下的理論輻射強度圖像。
　　選擇O形橡膠密封圈作為被測樣品，進行了密封圈局部平面與完整的上表面的輻射測量實驗，實驗結果表明，橡膠密封圈表面符合Ward反

3、射模型。利用曲面上高亮度區(qū)域的形狀特征參數(shù)作為比較參考依據，定量描述了實測圖像與仿真圖像的差異，并依據差異最小化的思想對Ward反射模型中的參數(shù)進行了估算。結合實測圖像與仿真圖像中高亮度區(qū)域的輪廓形狀變化對O形圈局部表面的朝向進行了分析。
　　帶有表面缺陷的曲面圖像中高亮度區(qū)域的數(shù)量與不帶表面缺陷的曲面仿真圖像中高輻射強度區(qū)域的數(shù)量是不相等的。根據由仿真圖像確定出的灰度閾值提取出曲面圖像中的所有高亮度區(qū)域，再結合正常曲面的高亮度區(qū)