(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210859993.2 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 上海大众动力总成有限公司 地址 201807 上海市嘉定区城北路3 598号 申请人 上海汽车集团股份有限公司 (72)发明人 吴江欢　邢韬　张煜扬　李鹏　 金晔琪　薛斌　徐双双　张伟刚　 钱家骏　李东东　 (74)专利代理 机构 北京信远 达知识产权代理有 限公司 1 1304 专利代理师 任苏亚 (51)Int.Cl. G01N 21/95(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种适合各种类型金属表面缺陷的检测方 法、 系统 (57)摘要 本发明公开了一种适合各种类型金属表面 缺陷的检测方法、 系统， 其中， 该方法包括如下步 骤： S1、 图片 采集： 按图片 采集规则依次在不同打 光方向下打光并采集检测件的图片， 得到检测件 在不同打光方向下的一个图片数组； 其中， 打光 方向包括倾斜角和旋转角， 倾斜角为光源光束与 相机中轴线的夹角， 旋转角为光源光束中线投影 与检测件中心水平往右轴线的夹角； S2、 图片合 成： 将获取的一个图片数组构建合成一张梯度矢 量图和反照率图。 通过本方案消除了因金属材质 表面的高反光和阴影等导致的零件表面缺陷成 像不清晰的问题， 还解决了零件表 面对照明布局 敏感和受打光方向影响大而导致难以捕捉的复 杂无规律、 方向不固定、 微小变化和凹凸特征等 的表面缺陷。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 115308223 A 2022.11.08 CN 115308223 A 1.一种适 合各种类型 金属表面 缺陷的检测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 图片采集： 按图片采集规则依次在不同打光方向下打光并采集检测件的图片， 得到 检测件在不同打光方向下的一个图片数组； 其中， 打光方向包括倾斜角和旋转角， 倾斜角为 光源光束与相机中轴线的夹角， 旋转角为光源光束中线投影与检测件中心水平往右轴线的 夹角； S2、 图片合成： 将S1步骤获取的一个图片数组构建合成一张梯度矢量图和反照率图。 2.根据权利要求1所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测方法， 其特征在于， 在步骤 S1中， 所述按图片采集 规则依次在不同打光方向下打光并采集检测件的图片包括： 按顺时针或逆时针顺序依次在不同打光方向下打光并采集检测件的图片。 3.根据权利要求2所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测方法， 其特征在于， 所述按 顺时针或逆时针顺序依次在不同打光方向下打光并采集检测件的图片包括： 按逆时针顺序依次在八个打光方向下打光并采集检测件的八张图片； 其中， 打光方向 的倾斜角为30° ‑60°， 打光方向旋转角为[0 °， 45°， 90°， 135°， 180°， 225°， 270°， 315°]。 4.根据权利要求1所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测方法， 其特征在于， 在步骤 S2中， 所述将S1步骤获取的一个图片数组构建合成一张梯度矢量图和反照率图包括： 根据打光方向的倾斜角和旋转角、 不同打光方向下采集的图片灰度值， 基于光源j照射 检测件表面第i点产生像素值tij的漫反射公式： tij＝pi(Ni·Lj)lj求得Ni表面单位法向量， pi反射率， 得到图片中每个像素点的梯度 矢量和反照率； 其中tij为像素值， Lj为光源方向单 位向量， lj为光源强度。 5.根据权利要求1所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测方法， 其特征在于， 在所述 步骤S1之前， 还 包括： S0、 图片清晰度自动判断和调整。 6.根据权利要求5所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测方法， 其特征在于， 在步骤 S0中， 图片清晰度自动判断和调整包括： S01、 控制相机焦距产生变化， 在焦距的可调范围内， 每步进0.5度采集一张图片， 使得 采集到由模糊到清晰再到模糊的一系列图片； S02、 采用多种清晰度算法函数分别对步骤S01的一系列图片进行运算， 得到每个清晰 度算法函数求得的最大值， 即指针指向最佳的一张图片， 再对五个结果采用投票制规则， 最 终输出唯一的一张最清晰图片； S03、 依据步骤S02最清晰图片的指针反向获得该图片采集时相机的焦距位置， 控制相 机运转到该焦距位置 。 7.根据权利要求1所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测方法， 其特征在于， 在所述 步骤S2之后， 还 包括： S3、 缺陷检测： 对于输出的反照率图， 通过阈值分割算法或深度学习的目标检测、 图像 分割和对抗神经网络等算法对检测件表面缺陷进行识别、 评价和判断； 和/或， 对于梯度矢 量图， 通过设置阈值方法， 提取检测件表面的缺陷特 征信息。 8.一种适合各种类型金属表面缺陷的检测系统， 其特征在于， 采用如权利要求1 ‑7任意 一项所述的适合各种类型金属表面缺陷的检测方法进行检测， 且包括光学成像装置(20)、 控制系统和照片合成系统；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115308223 A 2所述光学成像装置(20)包括相机(21)和分区域多角度照明单 元(22)； 所述控制系统能够控制所述分区域多角度照明单元(22)按图片采集规则依次在不同 打光方向下打光， 和控制所述相机(21)在所述分区域多角度照明单元(22)每次打光时采集 检测件的图片； 所述照 片合成系统用于将所述相机(21)依次采集到得到的一个图片数 组构 建合成一张梯度矢量图和反照率图。 9.根据权利要求8所述的适合各种类型金属 表面缺陷的检测系统， 其特征在于， 所述分 区域多角度照明单元(22)包括分体的阵列灯、 射灯或LED灯； 所述分区域多角度照明(22)的 光源为多边形光源或环形光源， 且所述环形光源围绕所述相机(21)。 10.根据权利要求8所述的适合各种类型金属表面缺陷的检测系统， 其特征在于， 还包 括机械臂(10)、 活动基座(3 0)和检测件定位夹具(40)； 所述光学成像装置(20)设置 于所述机 械臂(10)的末端； 所述检测件定位夹具(40)设置 于所述活动基座(3 0)的活动端； 所述控制系统能够控制所述机 械臂(10)和所述活动基座(3 0)的运动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115308223 A 3