一种部件表面缺陷检测方法
专利汇可以提供一种部件表面缺陷检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种部件表面 缺陷 检测方法，包括以下步骤：步骤100，子结构分解；步骤200，法向量计算；步骤300，Surflet特征构建；步骤400，子结构权值计算；步骤500，加权特征子表达；步骤600，缺陷区域提取。本 发明 对从获取待测表面的三维点 云 分解为分片平坦的子结构集合，解算子结构的几何子特征，建立特征的权重，构建加权特征描述子，进而提取缺陷区域。采用子结构解算局部子特征，能够更好地抵抗表面自身结构变化的干扰，同时采用多子结构的加权特征描述子具有更好的鲁棒性和可区分性。，下面是一种部件表面缺陷检测方法专利的具体信息内容。
1.一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤100，子结构分解；
步骤200，法向量计算；
步骤300，Surflet特征构建；
步骤400，子结构权值计算；
步骤500，加权特征子表达；
步骤600，缺陷区域提取。
2.根据权利要求1所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤100的具体步骤为：
步骤101，k近邻提取：对于包含了C个激光测量点的三维点云集合S＝{Pi}i＝1,2,…,C中的任意一点Pi∈S，采用快速近似搜索算法，搜索Pi的k个最近邻点，记为Rk；
步骤102，RANSAC子结构拟合：对邻域Rk进行子结构分割，采用RANSAC鲁棒平面拟合方法逐次拟合平面，属于平面的内点构成子结构Mj＝{Pi}i＝1,2,…,τ，其中τ≤k，最后构建三维点云的子结构集，即 其中n表示子结构的总数。
3.根据权利要求2所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤200的具体步骤为：
步骤201，子结构协方差矩阵构建：对子结构Mj＝{Pi}i＝1,2,…,τ构建其协方差矩阵其中“·”表示向量内积运算符，
步骤202奇异值分解法向量估计：对协方差矩阵C做奇异值分解，最小特征值对应的特征向量作为法向量N的估计。
4.根据权利要求3所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤300的具体步骤为：
步骤301，Surflet定义：对于任意一点Pi∈S，定义向量对(P,N)为Surflet，其中P为的Pi点的位置向量，N为该点的法向量；
步骤302，Darboux坐标原点判别：搜索k2近邻点，对于邻域内的(P1,N1)和(P2,N2)Surflet对，如果|N1·(P2-P1)|≤|N2·(P2-P1)|，则P1点为坐标原点，否则P2点为坐标原点；
步骤303，Darboux坐标系构建：对于确定的坐标系原点P1，按照如下方式构建Darboux坐标系{u,v,w}；
u＝N1
w＝u×v；
步骤304，Surflet特征计算：基于Darboux坐标系，按照如下方法计算四维Surflet特征：
θ＝arctan2(w·N1·u·N2)
a＝v·N2
d＝||P2-P1||。
5.根据权利要求4所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤400的具体步骤为：
在k2领域内的所有子结构Mj∈Rk，根据该子结构的重合度设计对Surflet特征的权值，权值计算公式如下：
权值的范围为(0,1]。
6.根据权利要求5所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤500的具体步骤为：
步骤501，加权特征子描述：定义Surflet特征的量化宽度Δθ,Δa,Δφ,Δd，每个单项特征的量化级数记为Hθ,Ha,Hφ,Hd，加权特征子定义为HθHaHφHd级一维直方图；
步骤502，加权特征子构建。
7.根据权利要求6所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤502的具体步骤为：
步骤521，特征子直方图初始化：建立长度为HθHaHφHd的数组用作特征子直方图H，并将其全部初始化为零；
步骤522，Surflet特征量化：对于任一Surflet特征(θt,at,φt,dt)，其中以θ为例，对应的的量化级计算方法为 其中[·]表示向上
取整操作，其他特征均采取类似方法的处理；
步骤523，加权直方图迭代更新：对于每个Surflet特征(θt,at,φt,dt)，以θ为例，对应H(c(θt))更新为H(c(θt))+ρt，其中ρt为该特征对应的权值，其他特征均采取类似方法的处理；
步骤524，加权特征子归一化：完成对 个Surflet特征的加权直方图更新后，对直方图做归一化 其中S＝4∑tρt。
8.根据权利要求7所述的一种部件表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤600的具体步骤为：
步骤601，加权特征子相似性度量：待测部件三维点云的加权特征子H和标准模板的加T
权特征子H，对应的相似性度量为：
步骤602，缺陷点连通区域提取：设定相似度阈值ST，如果对于S＜T的点，标记为缺陷点，设定距离阈值dT，缺陷点的距离小于dT，则划分到同一个连通区域Ci中；
步骤603，缺陷区域标识：设定区域点数阈值PT对于每个缺陷点连通区域Ci，如果Ci内的三维点数超过个PT的标示为最终的缺陷区域。
一种部件表面缺陷检测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
该快速算法在Matlab 和PCL(Point Cloud Library)中均有实现；
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