用于产品内壁检测的自适应补光调节方法、装置及系统与流程

本申请属于产品检测，尤其涉及一种用于产品内壁检测的自适应补光调节方法、装置及系统。

背景技术：

1、产品内壁缺陷检测是工业生产质量管控的关键环节，圆柱类封闭内孔结构的内壁表面质量直接影响产品的运行可靠性与使用寿命。现有内壁检测的补光方案多采用固定结构的光源光照角度、投射位置与分布状态无法适配内壁曲面弧度，易产生局部高光反光、阴影遮挡与照度不均的问题，导致微裂纹、针孔等微小缺陷成像对比度不足，难以被识别；同时现有补光方案无法根据实际成像效果动态调整光路参数，更换不同规格的待测产品时需人工反复调试光路，适配性差且检测一致性低，难以满足封闭内孔曲面高精度、无盲区的自动化检测需求。

技术实现思路

1、本申请为了解决如何根据成像质量自适应调节光路参数，提高内壁曲面的补光效果的问题，公开了一种用于产品内壁检测的自适应补光调节方法、装置及系统。

2、本申请一方面公开了一种用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，所述方法包括：

3、通过成像设备采集待测产品在检测光照射下的内壁初始全景图像，所述检测光为主光源发出的光经过至少一组可调棱镜形成的；

4、根据所述内壁初始全景图像对应的成像质量参数迭代调节至少一组可调棱镜的空间姿态参数直至初始全景图像的成像质量满足预设收敛条件，得到标准空间姿态参数；

5、基于所述标准空间姿态参数调节所述至少一组可调棱镜的姿态以对产品内壁进行自适应补光。

6、可选的，所述根据所述内壁初始全景图像对应的成像质量参数迭代调节至少一组可调棱镜的空间姿态参数直至初始全景图像的成像质量满足预设收敛条件，得到标准空间姿态参数包括：

7、提取所述内壁初始全景图像的成像质量参数，构建成像质量损失函数；根据棱镜折射光学映射关系与所述成像质量损失函数，更新各可调棱镜的空间姿态参数；

8、采集空间姿态参数更新后的内壁全景图像，计算对应成像质量损失函数值，判断是否满足预设收敛条件，不满足则重复更新各可调棱镜的空间姿态参数直至内壁全景图像的成像质量满足预设收敛条件。

9、可选的，所述提取所述内壁初始全景图像的成像质量参数，构建成像质量损失函数包括：

10、提取所述内壁初始全景图像的亮度分布数据；根据所述亮度分布数据计算亮度均匀度、高光抑制度与阴影填补度；

11、基于所述亮度均匀度、高光抑制度、阴影填补度以及分别对应的权重系数，生成成像质量损失函数。

12、可选的，所述根据棱镜折射光学映射关系与所述成像质量损失函数，更新各可调棱镜的空间姿态参数，包括：

13、基于棱镜折射定律建立棱镜空间姿态参数与内壁落点位置的几何映射关系；

14、计算所述成像质量损失函数对各棱镜空间姿态参数的变化率；

15、根据预设学习率与所述变化率，调整各可调棱镜的空间姿态参数，所述空间姿态参数包括棱镜的高度、旋转角与倾斜角。

16、可选的，所述采集空间姿态参数更新后的内壁全景图像，计算对应成像质量损失函数值，判断是否满足预设收敛条件，不满足则重复更新各可调棱镜的空间姿态参数直至内壁全景图像的成像质量满足预设收敛条件，包括：

17、采集棱镜空间姿态参数更新后的内壁全景图像，提取对应成像质量参数并计算当前成像质量损失函数值；

18、计算当前成像质量损失函数值与上一次迭代成像质量损失函数值的差值；

19、判断所述差值是否小于预设收敛阈值，小于则判定满足预设收敛条件，输出当前棱镜空间姿态参数作为标准空间姿态参数，否则重复更新各可调棱镜的空间姿态参数。

20、可选的，更新各可调棱镜的空间姿态参数的同时，执行以下步骤：

21、根据所述成像质量损失函数，调整主光源的高度与俯仰角。

22、可选的，所述可调棱镜设置为多组，所述更新各可调棱镜的空间姿态参数，包括：

23、建立内壁周向区域与各组可调棱镜的对应关系；针对各区域对应的成像质量参数，调节对应组可调棱镜的空间姿态参数。

24、本申请另一方面公开了一种产品内壁缺陷检测方法，所述方法包括：

25、设定待测产品的位置处于预定检测位置；

26、基于标准空间姿态参数调节至少一组可调棱镜的姿态，所述标准空间姿态参数为通过成像设备采集待测产品在检测光照射下的内壁初始全景图像，根据所述内壁初始全景图像对应的成像质量参数迭代调节至少一组可调棱镜的空间姿态参数直至初始全景图像的成像质量满足预设收敛条件得到的标准空间姿态参数，所述检测光为主光源发出的光经过至少一组可调棱镜形成的；

27、通过成像设备采集待测产品在主光源发出的光经至少一组可调棱镜形成的检测光照射下的内壁全景图像，基于所述内壁全景图像识别内壁疑似缺陷区域完成缺陷检测。

28、本申请再一方面公开了一种用于产品内壁检测的自适应补光调节装置，所述装置包括：

29、图像采集模块，用于通过成像设备采集待测产品在检测光照射下的内壁初始全景图像，所述检测光为主光源发出的光经过至少一组可调棱镜形成的；

30、迭代调节模块，用于根据所述内壁初始全景图像对应的成像质量参数迭代调节至少一组可调棱镜的空间姿态参数直至初始全景图像的成像质量满足预设收敛条件，得到标准空间姿态参数；

31、补光控制模块，用于基于所述标准空间姿态参数调节所述至少一组可调棱镜的姿态以对产品内壁进行自适应补光。

32、本申请还一方面公开了一种产品检测系统，包括成像设备、主光源、至少一组可调棱镜以及如前文所述的自适应补光调节装置。

33、由上述技术方案可知，本申请主光源出射的光线经可调棱镜折射形成检测光投射至产品内壁，将入射光转为侧向投射以适配内孔曲面的光照需求。成像设备采集内壁初始全景图像后提取对应成像质量参数，以此为依据迭代调整可调棱镜的空间姿态参数，通过改变折射光的投射位置与角度持续优化内壁照度分布，直至成像质量满足预设收敛条件后锁定棱镜姿态，完成自适应补光该方法以成像质量反馈驱动棱镜姿态动态调节，无需人工干预即可针对性抑制高光、补偿阴影、提升照度均匀性，既能够适配不同曲率的内孔曲面，又可保证检测过程的成像一致性，有效提升内壁微小缺陷的成像清晰度与识别准确性，适配各类封闭内孔产品的自动化质检场景。

1.一种用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，所述根据所述内壁初始全景图像对应的成像质量参数迭代调节至少一组可调棱镜的空间姿态参数直至初始全景图像的成像质量满足预设收敛条件，得到标准空间姿态参数包括：

3.根据权利要求2所述的用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，所述提取所述内壁初始全景图像的成像质量参数，构建成像质量损失函数包括：

4.根据权利要求2所述的用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，所述根据棱镜折射光学映射关系与所述成像质量损失函数，更新各可调棱镜的空间姿态参数，包括：

5.根据权利要求2所述的用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，所述采集空间姿态参数更新后的内壁全景图像，计算对应成像质量损失函数值，判断是否满足预设收敛条件，不满足则重复更新各可调棱镜的空间姿态参数直至内壁全景图像的成像质量满足预设收敛条件，包括：

6.根据权利要求2所述的用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，更新各可调棱镜的空间姿态参数的同时，执行以下步骤：

7.根据权利要求2所述的用于产品内壁检测的自适应补光调节方法，其特征在于，所述可调棱镜设置为多组，所述更新各可调棱镜的空间姿态参数，包括：

8.一种产品内壁缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括：

9.一种用于产品内壁检测的自适应补光调节装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种产品检测系统，其特征在于，包括成像设备、主光源、至少一组可调棱镜以及如权利要求9所述的自适应补光调节装置。