【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水下表面缺陷检测，具体为一种水下表面缺陷检测系统。
技术介绍
1、核电站在运行过程中每12-18个月要进行一次停堆换料，同时对核电的主要设备设施进行检查和检修，基于核电内部分设备工作在具有放射性的水下特殊场景，摄像机系统替代人工检查则成了一种重要的检查手段。
2、水下设备检查场景因外部环境光照度低，摄像机工作时一般都自带白光补光灯用于辅助性照明。现有摄像机检测过程中，当白光补光灯打到金属表面时，因其高反光特性图像出现局部过曝，降低补光灯亮度又会存在水下衰减造成摄像机亮度不足的问题，从而影响摄像机对金属表面或其他高反射表面缺陷检查的准确率，因此，解决水下工件缺陷检测则成了一个亟待解决的问题。
3、在进行金属表面拍摄时，往往需要对同一区域从不同方向打光进行多次拍摄。图像处理系统需要根据不同的补光或照明方式，进行相应的图像处理，去除对应场景下可能存在噪声与模糊等问题。在使用多张图像进行缺陷检测时，如果对每一张图像都做缺陷检测，不仅导致缺陷检测算法要处理的图像数量成倍增加，检测算法耗时成倍增加，而且由于单张图片中包含的缺陷信息有限，导致缺陷检测算法精度受损。
技术实现思路
1、本申请提供一种水下表面缺陷检测系统以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水下表面缺陷检测系统，包括：
3、摄像机前盖组件：包括补光灯板和led光源控制板，补光灯板连接在前盖上，补光灯板上设有若干组双芯led光源，双芯le
4、光线起偏器模块：包括若干个角度不同的偏振片，偏振片连接在前盖上并对应双芯led光源设置，起到光线起偏作用；
5、偏振光角度调节模块：将若干组角度不同的初始偏振光根据待检测元件的表面缺陷实际情况进行调节得到若干组角度不同的实时偏振光，若干组角度不同的实时偏振光漫反射的光线至镜头成像；
6、图像处理单元：用于将镜头拍摄的若干组不同偏振态图像进行图像融合得到融合图像，融合图像无高反射光晕，用于待检测元件的水下表面缺陷检测。
7、本水下表面缺陷检测系统通过合理的设计改变光源所发射光波的振动方向，同时约束反射回相机的光波的振动方向，消除视觉检测常见的强反光现象。
8、作为优选，led光源控制板通过主控单元接收镜头检测到待检测元件的指令，控制单组双芯led光源的切换或单组双芯led光源中白光led芯片与红光led芯片的切换，单组双芯led光源的切换使得光源切换为指定的偏振态。
9、作为优选，光线起偏器模块包括四个角度不同的偏振片，四个偏振片的原始偏振角度为0°、45°、90°以及135°。
10、作为优选，将若干组角度不同的初始偏振光根据待检测元件的表面缺陷实际情况进行调节得到若干组角度不同的实时偏振光时，确保偏振片方向始终与反射回来的偏振光保持垂直状态，该状态下滤除金属表面直接反射回来的光线，从而使待检测元件的金属表面缺陷位置的漫反射光线通过镜头后被图像传感器感知。
11、作为优选，摄像机补光方法过程包括采用双芯led光源，匹配led透镜控光，通过补光灯驱动模块分时控制其中1组双芯led光源，当其中一组双芯led光源开启时，其通过前置偏振片产生对应偏振角度的偏振光，用于待检测元件照明需要，在水下工件表面缺陷的检测中，各双芯led光源通过偏振片后，造成光强衰减，且由于水下介质，光线传播过程衰减更快，导致补光效率下降，为弥补这一不足，双芯led光源通过对图像传感器光线频谱响应曲线分析，传感器在630nm左右波段响应强度大，且波长范围广，因此本申请双芯led光源为白光芯片与630nm红光芯片。
12、作为优选，偏振光角度调节模块包括：直流电机、轴承、旋转偏振片、第一齿轮、第二齿轮，偏振片锁紧环和编码器，直流电机安装在摄像机前盖组件下端，直流电机与第一齿轮连接进行传动，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮转动时同步带动编码器转动，旋转偏振片与编码器保持同步运动，旋转角度由编码器反馈，旋转偏振片通过偏振片锁紧环锁付在旋转偏振片齿轮上构成旋转部件，旋转部件压入轴承中心，由第二齿轮带动旋转。
13、作为优选，图像融合包括：
14、s1、使用stokes矢量与高斯滤波去除若干组不同偏振态图像的噪声；
15、s2、采用多尺度注意力网络捕获若干组不同偏振态图像的特征差异以实现图像融合，从而凸显缺陷部位。
16、作为优选，多尺度注意力网络捕获若干组不同偏振态图像的特征差异包括：
17、2.1、将4组不同偏振态图像经过3个卷积模块1提取特征；
18、2.2、提取后的特征经过最大池化层进行下采样；
19、2.3、下采样后送入卷积核大小为5的分支，经过4个卷积模块2与5个卷积模块3用于提取特征，同时送入卷积核大小为9的分支，经过4个卷积模块4与5个卷积模块5用于提取特征，在每个卷积块中插入通道注意力机制以更好的提取特征；
20、2.4、将两个分支提取的特征在通道上连接，上采样恢复到输入时图像大小，再输出融合图像。
21、作为优选，编码器中心设有通孔，转动通孔后输出电阻值实时变化，直流电机带动旋转偏振片移动的同时带动编码器旋转，旋转偏振片不同位置对应的编码器阻值唯一。
22、作为优选，偏振片位置信息采集的实现方式如下：摄像机内部电源vcc经过电阻r1和编码器的分压，得到电压值，电压值经过模/数转换后送到主控单元采集，偏振片角度不同对应主控单元采集到的电压值不同，不同双芯led光源亮起对应的旋转偏振片的角度不同，双芯led光源点亮时对应的旋转偏振片角度已知，开机后，设备自检复位后，双芯led光源依次亮起，旋转偏振片调节到对应角度。
23、本申请的实质性效果是：
24、1、本水下表面缺陷检测系统通过合理的设计改变光源所发射光波的振动方向，同时约束反射回相机的光波的振动方向，消除视觉检测常见的强反光现象；
25、2、本水下表面缺陷检测系统自带的led光源投射出的光线，经过前置的0°、45°、90°、135°偏振片后起偏为四个偏振态状态的光线，经过目标前检测物表面反射或者散射后经过检偏器后在成像模组上成像，通过镜头前的检偏器旋转滤除金属表面直接反射回来的光线，从而使金属表面缺陷位置的漫反射光线通过镜头后被图像传感器感知，获取各角度反射回来的偏振态图像；
26、3、本水下表面缺陷检测系统对不同偏振态图像做基于stokes矢量与高斯滤波用于去除偏振态图像的噪声，由于偏振态图像是在不同角度的成像，必然会导致图像之间存在特征与明亮差异，通过使用多尺度注意力网络来捕获与学习不同偏振态图像的特征差异，然后将去噪后的偏振态图像输入到多尺度注意力网络，接着输出对不同偏振态图像的融合图像，最终得到无高反射光晕的图像，解决传统相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水下表面缺陷检测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，LED光源控制板通过主控单元接收镜头（9）检测到待检测元件的指令，控制单组双芯LED光源的切换或单组双芯LED光源中白光LED芯片与红光LED芯片的切换。
3.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，光线起偏器模块包括四个角度不同的偏振片（2），四个偏振片（2）的原始偏振角度为0°、45°、90°以及135°。
4.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，将若干组角度不同的初始偏振光根据待检测元件的表面缺陷实际情况进行调节得到若干组角度不同的实时偏振光时，确保偏振片方向始终与反射回来的偏振光保持垂直状态，该状态下滤除金属表面直接反射回来的光线，从而使待检测元件的金属表面缺陷位置的漫反射光线通过镜头（9）后被图像传感器感知。
5.根据权利要求2所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，双芯LED光源为白光芯片与630nm红光芯片。
6.根据权利要求2所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，偏振光角度调
7.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，图像融合包括：
8.根据权利要求7所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，多尺度注意力网络捕获若干组不同偏振态图像的特征差异包括：
9.根据权利要求6所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，编码器（8）中心设有通孔（81），转动通孔（81）后输出电阻值实时变化，直流电机（3）带动旋转偏振片移动的同时带动编码器（8）旋转，旋转偏振片不同位置对应的编码器（8）阻值唯一。
10.根据权利要求9所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，偏振片位置信息采集的实现方式如下：摄像机内部电源VCC经过电阻R1和编码器（8）的分压，得到电压值，电压值经过模/数转换后送到主控单元采集，旋转偏振片角度不同对应主控单元采集到的电压值不同，不同双芯LED光源亮起对应的旋转偏振片角度不同，双芯LED光源点亮时对应的旋转偏振片角度已知，开机后，设备自检复位后，双芯LED光源依次亮起，旋转偏振片调节到对应角度。
...【技术特征摘要】
1.一种水下表面缺陷检测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，led光源控制板通过主控单元接收镜头（9）检测到待检测元件的指令，控制单组双芯led光源的切换或单组双芯led光源中白光led芯片与红光led芯片的切换。
3.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，光线起偏器模块包括四个角度不同的偏振片（2），四个偏振片（2）的原始偏振角度为0°、45°、90°以及135°。
4.根据权利要求1所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，将若干组角度不同的初始偏振光根据待检测元件的表面缺陷实际情况进行调节得到若干组角度不同的实时偏振光时，确保偏振片方向始终与反射回来的偏振光保持垂直状态，该状态下滤除金属表面直接反射回来的光线，从而使待检测元件的金属表面缺陷位置的漫反射光线通过镜头（9）后被图像传感器感知。
5.根据权利要求2所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，双芯led光源为白光芯片与630nm红光芯片。
6.根据权利要求2所述水下表面缺陷检测系统，其特征在于，偏振光角度调节模块包括：直流电机（3）、轴承（4）、旋转偏振片、第一齿轮（5）、第二齿轮（6），偏振片锁紧环（7）和编码器（8），直流电机（3）安装在摄像机前盖组件下端，直流电机（3）与第一齿轮（5）...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉峰，程乔乔，许文航，邓义东，朱斌才，张博武，吕焱飞，罗炎斌，钟昱，吴陆尧，
申请(专利权)人：杭州径上科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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