基于Ward反射模型的航天密封圈表面缺陷检测

摘要

为有效检测航天系统密封圈表面的缺陷,提出一种基于Ward反射模型的检测方法.根据Ward反射模型计算密封圈曲面在不同光源方向和不同观测方向下的辐射强度.通过计算得到密封圈表面的灰度阈值,提取出相机采集的密封圈表面高亮区域.对于不带缺陷的密封圈,当某区域产生缺陷后,该区域各像素点的表面法向发生改变,造成在相同的光源方向与观测方向下,表面灰度图像中高亮度区域与基于Ward模型的表面高辐射区域在数量和位置上不对等.由基于Ward模型的辐射图像确定比值ks,提取出该密封圈不带缺陷时其灰度图像中的高亮度区域.在提取出的相机采集的密封圈表面高亮区域中,结合图像噪声、密封圈表面细微粉尘和若该密封圈不带缺陷时的灰度图像中的高亮度区域这三者面积,筛选出密封圈缺陷区域.实验结果表明,该方法能够有效地提取密封圈表面的凹痕、飞边等缺陷,并能给出占据的像素面积.